DE68911911T2 - TELEVISION SYSTEM. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Übertragungs- bzw. Sendesystemtechnologie, insbesondere Fernübertragung und ganz besonders Fernsehsysteme.The invention relates to transmission system technology, in particular long-distance transmission and especially television systems.
Bei Fernseh-Funkübertragungssystemen werden zwei Verfahren der Multiplexübertragung von Signalen, die Leuchtdichte- und Farbartdaten enthalten, verwendet - Frequenzmultiplexübertragung und Zeitmultiplexübertragung.In television radio transmission systems, two methods of multiplexing signals containing luminance and chrominance data are used - frequency division multiplexing and time division multiplexing.
Bei Frequenzmultiplexübertragung wird das Farbartsignal, das durch Modulation des Farbarthilfsträgers mit Farbdifferenzsignalen erzeugt wird, im Frequenzspektrum des Leuchtdichtesignals übertragen bzw. gesendet. Dieses Verfahren wird bei den genormten Fernseh-Funksendesystemen NTSC, SECAM und PAL verwendet (CCIR-Bericht 407-1, 1966-1970). Der Vorteil der Frequenzmultiplexübertragung von Leuchtdichte- und Farbartsignalen ist die relative Einfachheit des Decoderaufbaus im Fernsehempfänger, was ein entscheidender Vorteil beim Stand der Technik in den frühen Entwicklungsstufen des Farbfernsehens in den 50er und 60er Jahren unserer Jahrhunderts war. Bei Frequenzmultiplexübertragung wird die Farbbildqualität wesentlich durch Kreuzmodulationsstörung zwischen den Leuchtdichte- und Farbartsignalen beeinträchtigt, wobei diese Störung in der Regel auf Kosten einer geringeren räumlichen und zeitlichen Auflösung unterdrückt wird. Kammfilterung durch Summierung der Signale benachbarter Vollbilder bewirkt z.B. die vollständige Unterdrückung von Kreuzmodulationsprodukten zwischen Leuchtdichte- und Farbartsignalen nur in stehenden Teilen des Bildes und erfordert die Summierung von Signalen von zwei benachbarten Vollbildern im NTSC-System, von vier benachbarten Vollbildern im PAL-System und bis zu sechs Vollbildern im SECAM-System. Die Kammfilterung durch Summierung der zeitlich und räumlich benachbarten Zeilensignale reduziert die horizontale und die vertikale Auflösung. Das Unterbringen der Farbartsignalfrequenzkomponenten im oberen Teil des vollständigen Farbfernsehsignalspektrums macht das genormte Funksendesignal anfälliger gegenüber Unregelmäßigkeiten des Frequenz- und Phasengangs des Signalwegs, gegenüber Störungen bei einer quadratischen Spektraldichteverteilung und gegenüber Verzerrungen, die durch Differenzverstärkung und Differenzphasenlage bedingt sind.In frequency multiplex transmission, the chrominance signal, which is generated by modulating the chrominance subcarrier with color difference signals, is transmitted or sent in the frequency spectrum of the luminance signal. This method is used in the standardized television broadcasting systems NTSC, SECAM and PAL (CCIR Report 407-1, 1966-1970). The advantage of frequency multiplex transmission of luminance and chrominance signals is the relative simplicity of the decoder structure in the television receiver, which was a decisive advantage of the state of the art in the early stages of development of color television in the 1950s and 1960s. In frequency multiplex transmission, the color picture quality is significantly impaired by cross-modulation interference between the luminance and chrominance signals, although this interference is usually suppressed at the expense of lower spatial and temporal resolution. Comb filtering by summing the signals of adjacent frames, for example, completely suppresses cross-modulation products between luminance and chrominance signals only in stationary parts of the image and requires the summation of signals from two adjacent frames in the NTSC system, four adjacent frames in the PAL system and up to six frames in the SECAM system. Comb filtering by summing the temporally and spatially adjacent line signals reduces the horizontal and vertical resolution. Placing the chrominance signal frequency components in the upper part of the complete color television signal spectrum makes the standardized radio transmission signal more susceptible to irregularities in the frequency and phase response of the signal path, to interference with a square spectral density distribution. and against distortions caused by differential gain and differential phase position.
Unter diesem Gesichtspunkt ist Zeilenmultiplexübertragung vorgeschlagen worden für Fernsehsysteme mit verbesserter Qualität und ebenfalls für zukünftige hochauflösende Fernsehsysteme (HDTV), wobei vorgeschlagen worden ist, Leuchtdichte- und Farbartsignale sequentiell während des Zeilenintervalls zu übertragen.From this point of view, line multiplex transmission has been proposed for improved quality television systems and also for future high definition television (HDTV) systems, where it has been proposed to transmit luminance and chrominance signals sequentially during the line interval.
Eine Anzahl von Modifikationen des Systems MAC (Multiplexed Analogue Component, CCIR-Bericht AB/10-11, 1983-1986) für direkte Satellitenfunkübertragung sind vorgeschlagen worden für die Verwendung bei hochqualitativen Fernsehsystemen, ohne daß die Anzahl der Zeilen z und der Bildwiederholfrequenz fp geändert wird. Im MAC-System werden eines der Farbdifferenzsignale mit einem Zeitkomprimierungsverhältnis von 3:1 und das Leuchtdichtesignal mit einem Zeitkomprimierungsverhältnis von 1,5:1 während des aktiven Teils der Zeile übertragen, wobei Farbdifferenzsignale in abwechselnden Halbbildzeilen übertragen werden. Das Beibehalten der Leuchtdichteauflösung erfordert eine 1,5mal breitere Bandbreite des vollständigen Farbfernsehsignals. Da eine derartige Verbreiterung der Bandbreite nur bei Satellitenfunksendekanälen, die derzeit eingerichtet werden, durchführbar ist, ist die Modifikation MAC-D2 vorgeschlagen worden, wobei die Bandbreite des vollständigen Farbsignals mit den erdgebundenen Sendenormen übereinstimmt, die horizontale Leuchtdichteauflösung jedoch entsprechend 1,5mal geringer ist.A number of modifications of the MAC (Multiplexed Analogue Component, CCIR report AB/10-11, 1983-1986) system for direct satellite radio transmission have been proposed for use in high quality television systems without changing the number of lines z and the refresh rate fp. In the MAC system, one of the color difference signals with a time compression ratio of 3:1 and the luminance signal with a time compression ratio of 1.5:1 are transmitted during the active part of the line, with color difference signals being transmitted in alternating field lines. Maintaining the luminance resolution requires a bandwidth 1.5 times wider than the full color television signal. Since such a widening of the bandwidth is only feasible for satellite radio transmission channels that are currently being established, the MAC-D2 modification has been proposed, where the bandwidth of the full color signal corresponds to the terrestrial broadcast standards, but the horizontal luminance resolution is correspondingly 1.5 times lower.
Andere Zeitmultiplexverfahren zielen ab auf Leuchtdichtesignalübertragung, ohne Änderung ihres Zeitmaßes während des gesamten aktiven Intervalls, wobei zeitlich komprimierte Farbdifferenzsignale während des Austastintervalls übertragen werden. Ein solches Verfahren ist z.B. in dem Patent Nr. 51-48 652 (Japan), Klasse 95(5), H11(9), 1976 beschrieben worden und für das MUSE-System (NHK Techn. Report, 1984, Band 27, Nr. 7, S. 19; IEEE Trans., 1987, Band BC-33, Nr. 4, S. 130) und das HDTV-System mit Zeitmultiplexübertragung der Leuchtdichte- und Farbdifferenzsignale (Elektronics, 1983, Band 56, Nr. 14, S. 82-84) vorgeschlagen worden. Bei allen diesen Systemen werden Farbdifferenzsignale sequentiell übertragen, z.B. wird das R-Y-Farbdifferenzsignal während des Austastintervalls einer Zeile und das B-Y-Farbdifferenzsignal während des Austastintervalls der nächsten Abtastzeile übertragen.Other time-division multiplexing methods aim at transmitting luminance signals without changing their time dimension during the entire active interval, with time-compressed color difference signals being transmitted during the blanking interval. Such a method has been described, for example, in Patent No. 51-48 652 (Japan), Class 95(5), H11(9), 1976 and has been proposed for the MUSE system (NHK Techn. Report, 1984, Vol. 27, No. 7, p. 19; IEEE Trans., 1987, Vol. BC-33, No. 4, p. 130) and the HDTV system with time-division multiplexing of the luminance and color difference signals (Electronics, 1983, Vol. 56, No. 14, pp. 82-84). In all these systems, color difference signals are transmitted sequentially, e.g. the RY color difference signal is transmitted during the blanking interval of a line and the BY color difference signal during the blanking interval of the next scanning line.
Ein wichtiger Vorteil von Systemen, die Zeitmultiplexübertragung verwenden, ist das absolute Nichtvorhandensein von Kreuzmodulation zwischen den Leuchtdichte- und Farbdifferenzsignalen, sowie eine geringer als bei genormten Funksendesystemen ausfallende Anfälligkeit der Signale gegenüber Unregelmäßigkeiten des Phasen- und Frequenzgangs des Verbindungskanals und gegenüber Rauschen bei quadratischer Spektraldichteverteilung.An important advantage of systems using time-division multiplexing is the absolute absence of cross-modulation between the luminance and color difference signals, as well as a lower susceptibility of the signals to irregularities in the phase and frequency response of the connecting channel and to noise with a square spectral density distribution than in standardized radio transmission systems.
Gleichzeitig ist die sequentielle Übertragung von Farbdifferenzsignalen schlechter als deren simultane Übertragung in bezug auf Störfestigkeit und Sichtbarkeit des Rauschens, und zwar aufgrund ihrer gröberen vertikalen Struktur, wobei die nächste Zeile das Farbdifferenzsignal wiederholt und das Rauschen während der vorherigen Zeile übertragen wird. Die sequentielle Übertragung wird begleitet von Flimmern der Leuchtdichte und der Farbart in den horizontalen Grenzen zwischen den Farbeinzelheiten des Bildes. Ein solches Flimmern kann nur vollständig eliminiert werden durch Unterbrechung der Struktur der Farbdifferenzsignalübertragung, wie im MAC-System, wo die ungeraden Zeilen immer ein und dasselbe Farbdifferenzsignal transportieren, z.B. das R-Y- Signal, und die geraden Zahlen verwendet werden, um das andere Farbdifferenzsignal B-Y zu übertragen, so daß jedes Vollbild mit der R-Y- Signalübertragung beginnt. Dies führt jedoch zu einer deutlichen und nichtbeseitigbaren Reduzierung der Farbauflösung in der vertikalen Ebene, wobei dies besonders deutlich wird bei der Transcodierung zu Signalen von genormten Funksendesystemen. Da das R-Y- und das B-Y-Signal wesentlich andere Spitze-zu-Spitze-Werte haben kann, führen deren Nichtlinearitätsverzerrungen des Übertragungskanals zu nichtbeseitigbaren Farbschattenverzerrungen, weil die Wechselbeziehung zwischen dem R-Y- und dem B-Y- Signal gestört ist. Ähnliche Schwierigkeiten treten auch auf, wenn man sich den Problemen der Reduzierung der Digitaldatenstromgeschwindigkeit während der Übertragung von zeitlich komprimierten Farbdifferenzsignalen in digitalen Übertragungsleitungen zuwendet. Aufgrund des Unterschieds bei den Spitze-zu-Spitze-Werten des R-Y- und B-Y-Signals kann das Digitalisieren ihrer hohen Frequenzkomponenten bei einer kleinen Anzahl von Quantisierungsstufen zu einem Farbsaum führen.At the same time, the sequential transmission of color difference signals is inferior to their simultaneous transmission in terms of noise immunity and visibility due to its coarser vertical structure, where the next line repeats the color difference signal and the noise is transmitted during the previous line. The sequential transmission is accompanied by flickering of luminance and chrominance in the horizontal boundaries between the color details of the picture. Such flickering can only be completely eliminated by breaking the structure of the color difference signal transmission, as in the MAC system, where the odd lines always carry one and the same color difference signal, e.g. the R-Y signal, and the even numbers are used to carry the other color difference signal B-Y, so that each frame begins with the R-Y signal transmission. However, this results in a significant and irreversible reduction in color resolution in the vertical plane, which is particularly evident when transcoding to signals from standardized radio transmission systems. Since the R-Y and B-Y signals can have significantly different peak-to-peak values, their nonlinearity distorts the transmission channel and leads to irreversible color shading distortions because the interrelationship between the R-Y and B-Y signals is disturbed. Similar difficulties also arise when addressing the problems of reducing the digital data stream speed during the transmission of time-compressed color difference signals in digital transmission lines. Due to the difference in the peak-to-peak values of the R-Y and B-Y signals, digitizing their high frequency components at a small number of quantization levels can result in color fringing.
Bis heute sind keine akzeptablen Verfahren zur simultanen Übertragung von zwei Farbdifferenzsignalen während eines Austastintervalls bekanntgeworden.To date, no acceptable methods for the simultaneous transmission of two color difference signals during a blanking interval have been discovered.
Ein weiterer Problembereich bezieht sich auf die Notwendigkeit der Vergrößerung der Datenmenge, die während einer Zeile, eines Halbbildes und eines Vollbildes der Fernsehabtastung übertragen wird, was im Zusammenhang mit der Entwicklung neuer Systeme - mit einem auf 16:9 geänderten Bildformat, mit Echtzeitübertragung von zwei Farbbildern und mit Hochauflösungsübertragung - auftritt.Another problem area relates to the need to increase the amount of data transmitted during one line, one field and one frame of television scanning, which occurs in connection with the development of new systems - with a changed image format to 16:9, with real-time transmission of two color images and with high-resolution transmission.
Die Veränderung des Bildformates von den bestehenden Verhältnis 4:3 zu 16:9 bei gleichzeitiger Beibehaltung der horizontalen und vertikalen Auflösung erfordert eine breitere Bandbreite des vollständigen Farbfernsehsignals um ein Drittel, wie das bei vorhandenen Funksendesystemen der Fall ist.Changing the picture format from the existing ratio of 4:3 to 16:9 while maintaining the horizontal and vertical resolution requires a wider bandwidth of the full colour television signal by one third, as is the case with existing radio transmission systems.
Die Übertragung von zwei Farbbildern z.B. in einem Stereofarbsystem mit der gleichen Auflösung und mit dem gleichen Verfahren der Erzeugung eines vollständigen Farbfernsehsignals, wie bei vorhandenen Funksendesystemen, erfordert bei dem 4:3-Bildformat eine zweimal so breite Bandbreite und eine bei einem 16:9-Bildformat eine 2,67mal breitere Bandbreite.The transmission of two color images, e.g. in a stereo color system with the same resolution and with the same method of generating a complete color television signal as in existing radio transmission systems, requires a bandwidth twice as wide with the 4:3 image format and a bandwidth 2.67 times wider with a 16:9 image format.
Der Übergang von den vorhandenen Fernsehnormen mit 525 Zeilen mal 60 Halbbildern (30 Vollbildern) und 625 Zeilen mal 50 Halbbilder (25 Vollbilder) zu den Normen der Systeme mit hoher Auflösung erfordert bei den vorhandenen Verfahren der Erzeugung eines vollständigen Fernsehsignals eine wesentlich breitere Bandbreite.The transition from the existing television standards of 525 lines by 60 fields (30 frames) and 625 lines by 50 fields (25 frames) to the standards of high-resolution systems requires a significantly wider bandwidth in the existing methods of generating a complete television signal.
Somit würde im japanischen HDTV-System mit mittels Zeitmultiplex übertragenen Leuchtdichte- und Farbdifferenzsignalen, 1125 Abtastzeilen, 60 Halbbildern (30 Vollbildern) und einem 16:9-Bildformat die gesamte Bandbreite, wenn man die äquivalente Verbesserung der horizontalen und vertikalen Auflösung in Betracht zieht, 33,75 MHz ausmachen, und wenn man die verschiedenen Werte des Kell-faktors in Betracht zieht, den verschiedene Länder eingeführt haben, würde sie von 25,8 MHz bis 31,1 MHz gehen, d.h. 5- bis 6mal breiter sein als in vorhandenen genormten Systemen. Die Reduzierung der Bandbreite in diesem System auf 20 MHz, wie es von japanischen Experten vorgeschlagen wird, ermöglicht eine Verbesserung der horizontalen Auflösung, wenn man den Übergang von dem 16:9-Bildformat in Betracht zieht, um:Thus, in the Japanese HDTV system with time-division multiplexed luminance and color difference signals, 1125 scanning lines, 60 fields (30 frames) and a 16:9 aspect ratio, the total bandwidth, taking into account the equivalent improvement in horizontal and vertical resolution, would be 33.75 MHz, and taking into account the different values of the Kell factor adopted by different countries, it would range from 25.8 MHz to 31.1 MHz, that is, 5 to 6 times wider than in existing standardized systems. Reducing the bandwidth in this system to 20 MHz, as proposed by Japanese experts, allows an improvement in horizontal resolution, considering the transition from the 16:9 aspect ratio to:
- den Faktor 1,56 (eine um den Faktor 1,96 verbesserte vertikale Auflösung) verglichen mit dem 525x60-System bei einer um den Faktor 4,76 breiteren Bandbreite;- a factor of 1.56 (a vertical resolution improved by a factor of 1.96) compared to the 525x60 system with a bandwidth wider by a factor of 4.76;
- den Faktor 1,16 verglichen mit dem System mit 625 Zeilen mit einem 4:2:2-Verhältnis (Analogcodebasis in Studios) bei einer um den Faktor 3,48 breiteren Bandbreite;- a factor of 1.16 compared to the 625-line system with a 4:2:2 ratio (analogue code base in studios) with a bandwidth wider by a factor of 3.48;
- den Faktor 1,11 verglichen mit dem OIRT-System mit 625 Zeilen bei einer um den Faktor 3,33 breiteren Bandbreite; verglichen mit den Systemen mit 625 Zeilen, wird die vertikale Auflösung um einen Faktor von 1,8 verbessert.- a factor of 1.11 compared to the 625-line OIRT system with a bandwidth wider by a factor of 3.33; compared to the systems with 625 lines, the vertical resolution is improved by a factor of 1.8.
Da die Frequenzbänder für Fernsehfunksendungen keine Kanäle mit einer Bandbreite von 20 MHz haben, wurde das HDTV-System zum MUSE-System modifiziert, das, genau genommen, als das MUSE-Verfahren der HDTV- Signalübertragung bezeichnet werden sollte. Im MUSE-System beträgt die Vollbildwiederholfrequenz 15 Hz bei einer Frequenz der Teilbildwiederholung von 60 Hz, d.h. jedes Vollbild besteht aus 4 Teilbildern, wobei das Zeilensprungverfahren mit Rasterzeilensprung kombiniert ist. Jedes Teilbild umfaßt 562,5 Zeilen mit einer Zeitdauer von 29,63 us, wobei 1125 Zeilen auf den Bildschirm reproduziert werden (1035 Zeilen im aktiven Bild). Die Bandbreite des vollständigen Farbsignals beträgt 8,1 MHz. Jede übertragene Zeile umfaßt bis zu 374 unabhängige Leuchtdichtepixel, und eine Bildzeile auf den Bildschirm wird durch zwei übertragene Zeilen (aus zwei Teilbildern) erzeugt, d.h. das ankommende Leuchtdichtesignal umfaßt 748 unabhängige Leuchtdichteabtastwerte.Since the frequency bands for television broadcasting do not have channels with a bandwidth of 20 MHz, the HDTV system was modified to the MUSE system, which, strictly speaking, should be called the MUSE method of HDTV signal transmission. In the MUSE system, the frame refresh rate is 15 Hz with a field refresh rate of 60 Hz, i.e. each frame consists of 4 fields, with the interlaced method combined with raster interlacing. Each field comprises 562.5 lines with a time duration of 29.63 us, with 1125 lines reproduced on the screen (1035 lines in the active picture). The bandwidth of the full color signal is 8.1 MHz. Each transmitted line comprises up to 374 independent luminance pixels, and one image line on the screen is generated by two transmitted lines (from two sub-images), i.e. the incoming luminance signal comprises 748 independent luminance samples.
Somit wird bei 1125 Zeilen pro 30-Hz-Vollbild auf der Sendeseite (eine Wiederholfrequenz von 33750 Zeilen) die Anzahl der Übertragungszeilen in einem vollständigen Farbfernsehsignal auf Kosten der Reduzierung der Bildwiederholfrequenz von 30 Hz auf 15 Hz bei der gleichen Zeilenwiederholfrequenz verdoppelt. Die Vollbildperiode, d.h. das Zeitintervall zwischen Datenübertragungen von ein und demselben Punkt des Bildes betrifft, besteht im MUSE-System aus 4 Teilbildperioden, wobei dies etwa einer Zeit von 66667 us (1/15 Hz) entspricht. In diesem Fall beträgt die Anzahl der Zeilen, die pro Bild übertragen werden, wie in der CCIR-Empfehlung Nr. 470 als Verhältnis zwischen der Zeilenfrequenz fH und der Bildwiederholfrequenz fP festgelegt ist, 2250. Wenn das ursprüngliche Bild mit 1125 Abtastzeilen und 30 Vollbildern pro Sekunde 1560 Leuchtdichteabtastwerte (Pixel) pro Zeile, 1,61 x 10&sup6; Pixel pro Vollbild und etwa 48,44 x 10&sup6; Pixel pro Sekunde bei einer Leuchtdichtesignalbandbreite von 33,75 MHz umfaßt, wird diese Anzahl durch die Verringerung der Leuchtdichtesignalbandbreite auf 20 MHz auf entsprechende Werte von etwa 924, 0,957 x 10&sup6; bzw. 28,7 x 10&sup6; verringert, und bei einer Bandbreite von 16,2 MHz wird diese Anzahl auf entsprechende Werte von etwa 748, 0,775 x 10&sup6; bzw. 23,25 x 10&sup6; weiter verringert. Im MUSE-System wird das Bild durch Wiederherstellung der Leuchtdichtepixel reproduziert, die in zwei Zeilen übertragen werden, also 2 x 374 = 748 Pixel, 0,774 x 10&sup6; pro übertragenes Vollbild, 11,61 x 10&sup6; Pixel pro Sekunde.Thus, with 1125 lines per 30 Hz frame on the transmit side (a refresh rate of 33750 lines), the number of transmission lines in a complete color television signal is doubled at the expense of reducing the refresh rate from 30 Hz to 15 Hz for the same line refresh rate. The frame period, i.e. the time interval between data transmissions from one and the same point of the picture, consists of 4 field periods in the MUSE system, which corresponds approximately to a time of 66667 us (1/15 Hz). In this case, the number of lines that per picture, as defined in CCIR Recommendation No. 470 as the ratio between the line frequency fH and the refresh rate fP, is 2250. If the original picture with 1125 scanning lines and 30 frames per second comprises 1560 luminance samples (pixels) per line, 1.61 x 106 pixels per frame and about 48.44 x 106 pixels per second at a luminance signal bandwidth of 33.75 MHz, this number is reduced to respective values of about 924, 0.957 x 106 and 28.7 x 106 by reducing the luminance signal bandwidth to 20 MHz. and at a bandwidth of 16.2 MHz this number is further reduced to respective values of about 748, 0.775 x 106 and 23.25 x 106. In the MUSE system the image is reproduced by recreating the luminance pixels transmitted in two lines, i.e. 2 x 374 = 748 pixels, 0.774 x 106 per frame transmitted, 11.61 x 106 pixels per second.
Der theoretische Grenzwert der Auflösung im MUSE-System ist 748 Leuchtdichtepixel pro Zeile, in der Praxis ist jedoch bei einem Zeilensprungraster ein bestimmter Verlust unvermeidlich, weil es unmöglich ist, ein Filter mit einer unendlich steilen Grenzfrequenz in seiner Frequenzkurve zu synthetisieren. Wenn man also das digitale Studiocodeverhältnis von 4:2:2 verwendet, betragen die Verluste etwa 17%. Selbst wenn man annimmt, daß die Verluste während der Bildwiedergabe im MUSE-System 5% bis 10% betragen, dann beträgt, wenn man den Übergang vom 4:3-Bildformat zu einem 16:9-Bildformat in Betracht zieht, die horizontale Auflösung im MUSE-System, verglichen mit den genormten Funksendesystemen mit 625 Zeilen:The theoretical limit of resolution in the MUSE system is 748 luminance pixels per line, but in practice a certain loss is unavoidable in an interlaced raster because it is impossible to synthesize a filter with an infinitely steep cutoff frequency in its frequency curve. Thus, if the digital studio code ratio of 4:2:2 is used, the losses are about 17%. Even if one assumes that the losses during image reproduction in the MUSE system are 5% to 10%, then, taking into account the transition from the 4:3 aspect ratio to a 16:9 aspect ratio, the horizontal resolution in the MUSE system, compared with the standardized radio broadcast systems with 625 lines, is:
- 0,97 bis 1,03 (theoretischer Grenzwert 1,08) bei einer Leuchtdichtesignalbandbreite ΔF = 5 MHz, wie von der CCIR-Norm G empfohlen;- 0.97 to 1.03 (theoretical limit 1.08) for a luminance signal bandwidth ΔF = 5 MHz, as recommended by CCIR standard G ;
- 0,88 bis 0,93 (theoretischer Grenzwert 0,98) bei ΔF = 5,5 MHz (Großbritannien);- 0.88 to 0.93 (theoretical limit 0.98) at ΔF = 5.5 MHz (UK);
- 0,84 bis 0,9 (theoretischer Grenzwert 0,94) bei ΔF = 5,75 MHz (4:2:2-Studiocodeverhältnis);- 0.84 to 0.9 (theoretical limit 0.94) at ΔF = 5.75 MHz (4:2:2 studio code ratio);
- 0,81 bis 0,85 (theoretischer Grenzwert 0,9) bei ΔF = 6 MHz (OIRT und Frankreich).- 0.81 to 0.85 (theoretical limit 0.9) at ΔF = 6 MHz (OIRT and France).
Man beachte, daß solche Werte im MUSE-System nur bei Standbildfeinheit erreicht werden, die horizontale Auflösung für bewegte Objekte ist wesentlich geringer.Please note that such values are only achieved in the MUSE system with still image resolution; the horizontal resolution for moving objects is significantly lower.
Aufgrund der starken Korrelation zwischen Signalen benachbarter Vollbilder, nämlich 100% bei Leuchtdichtesignalen aus Standbildeinzelheiten, geht man davon aus, daß die verringerte Bildwiederholfrequenz sehr wohl zulässig ist und lediglich eine Reduzierung der Fernsehsignalredundanz ist. Was Bewegungsunschärfe betrifft, die bei geringeren Bildwiederholfrequenzen deutlicher hervortritt, so gibt es im MUSE-System spezielle Maßnahmen, um diesen unerwünschten Effekt zu kompensieren (das sogenannte "Bewegungsdetektorsystem"), indem die Raumbildauflösung reduziert wird. Gleichzeitig wird durch die von 30 Hz auf 15 Hz verringerte Bildwiederholfrequenz auf der Sendeseite und durch das Wiederholen jedes Pixels auf der Empfangsseite, um die Wiederholfrequenz von 30 Hz wiederherzustellen (um Flimmern auszuschließen), die Sichtbarkeit des Rauschens auf dem Bildschirm um etwa 7,7 dB erhöht. Mit dem auf 8,1 MHz erweiterten Durchlaßbereich ist die Störfestigkeit des MUSE-Systems bedeutend schlechter, verglichen mit bestehenden Fernseh-Funksendesystemen, wo nämlich die zulässige Rauschleistung im Übertragungskanal bei Frequenzmodulation (Satellitenverbindungen) um eine Größenordnung geringer ist.Due to the strong correlation between signals of adjacent frames, namely 100% for luminance signals from still image details, it is believed that the reduced refresh rate is quite acceptable and is merely a reduction in television signal redundancy. As for motion blur, which is more noticeable at lower refresh rates, there are special measures in the MUSE system to compensate for this undesirable effect (the so-called "motion detection system") by reducing the spatial image resolution. At the same time, by reducing the refresh rate from 30 Hz to 15 Hz on the transmit side and repeating each pixel on the receive side to restore the 30 Hz refresh rate (to eliminate flicker), the visibility of noise on the screen is increased by about 7.7 dB. With the passband extended to 8.1 MHz, the noise immunity of the MUSE system is significantly worse compared to existing television radio transmission systems, where the permissible noise power in the transmission channel with frequency modulation (satellite connections) is an order of magnitude lower.
Selbst ein solches Bild erfordert die Übertragung einer Datenmenge, die von den meisten Breitbandfarbfernsehsignalen der bestehenden Funksendesysteme nicht übertragen werden kann. Das Signal des Systems mit 625 Zeilen und 25 Vollbildern, mit ΔF = 6 MHz, 52 us aktiver Zeilenteil, 575 aktive Zeilen pro Vollbild, kann Daten enthalten für nur 8,57 x 10&sup6; unabhängige Leuchtdichtepixel pro Sekunde (624 Pixel im aktiven Teil einer Zeile, etwa 0,359 x 10&sup6; im aktiven Teil eines Vollbildes), d.h. in der Größenordnung von 77,3% dessen, was im MUSE-System erforderlich ist, und etwa um einen Faktor 3,2 weniger als im HDTV-System mit 1125 Abtastzeilen und 30 Vollbildern pro Sekunde bei ΔF = 20 MHz.Even such a picture requires the transmission of a quantity of data that cannot be transmitted by most of the wideband color television signals of existing broadcast systems. The signal of the system with 625 lines and 25 frames, with ΔF = 6 MHz, 52 us active line part, 575 active lines per frame, can contain data for only 8.57 x 106 independent luminance pixels per second (624 pixels in the active part of a line, about 0.359 x 106 in the active part of a frame), i.e. on the order of 77.3% of what is required in the MUSE system and about a factor of 3.2 less than in the HDTV system with 1125 scanning lines and 30 frames per second at ΔF = 20 MHz.
Die Schaffung von Fernsehsystemen mit verbesserter Qualität und noch dazu in neuen Funksendesystemen wie HDTV und Stereofarbsystemen setzt voraus, daß eine größere Menge von Informationen durch das vollständige Farbfernsehsignal übertragen wird.The creation of television systems with improved quality and, moreover, in new broadcast systems such as HDTV and stereo color systems, assumes that a larger amount of information is transmitted by the complete color television signal.
Beim direkten Übertragen an Fernsehempfänger in den Frequenzbändern, die gegenwärtig für diese Zwecke bestimmt sind, ist die Erhöhung der Datenmenge, die durch das vollständige Farbfernsehsignal durch einfaches proportional es Erweitern der Signalbandbreite übertragen wird, nicht praktikabel, weil diese die Verringerung der Anzahl von Programmen und die Veränderung des gesamten Frequenzzuweisungsplans erfordern würde, da diese Bänder bereits zugewiesen sind und von den Übertragungskanälen verwendet werden, die geeignet sind, Signale mit einer maximalen Bandbreite von etwa 6 MHz zu übertragen (die Funkfrequenzbandbreite von erdgebundenen Kanälen liegt bei den meisten Breitbandsystemen in der Größenordnung von 8 MHz, bei UKW-Satellitenkanälen beträgt sie 27 MHz).When transmitting directly to television receivers in the frequency bands currently dedicated to these purposes, increasing the amount of data carried by the full colour television signal by simply increasing the signal bandwidth proportionally is not practical because this would require reducing the number of programmes and modifying the entire frequency allocation plan, since these bands are already allocated and used by the transmission channels capable of transmitting signals with a maximum bandwidth of about 6 MHz (the radio frequency bandwidth of terrestrial channels is of the order of 8 MHz for most broadband systems, and 27 MHz for VHF satellite channels).
Eine alternative Methode besteht darin, zusätzliche Daten zu übertragen, indem man die Fernsehsignal-redundanz beseitigt. Die Verfahren, die bei Funksendesystemen zu diesem Zweck angewendet werden, sind:An alternative method is to transmit additional data by eliminating the television signal redundancy. The methods used in radio transmission systems for this purpose are:
- Übertragung von Farbartsignalen in der Leuchtdichtesignalbandbreite mit Hilfe von Frequenzmultiplexübertragung (z.B. bei den Systemen NTSC, SECAM, PAL und MAC-60);- Transmission of chrominance signals in the luminance signal bandwidth using frequency multiplex transmission (e.g. in the systems NTSC, SECAM, PAL and MAC-60);
- abwechselnde Übertragung von Signalen, die Farbartdaten übertragen (z.B. in den Systemen SECAM, MAC, MUSE, HDTV und im 1125 x 60 x 2:1- System);- alternating transmission of signals that carry chrominance data (e.g. in the SECAM, MAC, MUSE, HDTV and 1125 x 60 x 2:1 systems);
- Reduzierung der Bildwiederholfrequenz (z.B. in den Systemen MUSE, HD-NTSC mit Rasterzeilensprung).- Reduction of the refresh rate (e.g. in the MUSE, HD-NTSC systems with raster interlacing).
Eine Reihe von Aspekten der Auswirkung solcher Methoden auf die Qualität und die Störfestigkeit von Bildern wurde bereits oben erörtert.A number of aspects of the impact of such methods on the quality and noise immunity of images have already been discussed above.
Eine dritte Methode besteht darin, die Datensignalbandbreite zu verringern, ohne die Redundanz zu verringern. In der Fernsehtechnologie war die Möglichkeit einer solchen Methode schon während der Entwicklung des PAL-Systems bekannt. Es ist theoretisch möglich, quadraturmodulierte Signale mittels zweier speziell erzeugter Signalfolgen zu übertragen und zu demodulieren, und zwar mit teilweiser und sogar vollständiger Unterdrückung eines Seitenbandes, d.h. Bandbreite gegen Übertragungszeit eintauschen, und genau das wurde teilweise angewendet bei der Übertragung von Farbartsignalen im PAL-System. Ein ausreichend wirksamer Kompromiß dieser Art in der Praxis erweist sich jedoch selbst bei einem hohen Maß an Korrelation zwischen Fernsehsignalen in benachbarten Vollbildern als undurchführbar, besonders bei mittels Zeitmultiplex übertragenen Leuchtdichte- und Farbartsignalen. Ein Seitenband muß vollständig unterdrückt werden, nicht teilweise wie bei den PAL-Farbartsignalen, weil bei der Zeitmultiplexübertragung von quadraturmodulierten Farbartsignalen mit Leuchtdichtesignalen die Hilfsträgerfrequenz sehr niedrig sein muß, und deren praktische Anwendung erfordert die Verwendung von fast idealen Filtern, da die Breite des Fernsehsignalspektrums in der Größenordnung von Megahertz liegt und "Null"-Frequenzkomponenten enthält. Folglich würde die wirksame Unterdrückung eines Seitenbandes die Verwendung von Filtern mit Megahertz-Bandbreiten und einer Grenzfrequenzsteigung von Dutzenden von Decibel pro Einheit oder Dutzenden von Kilohertz erfordern. Die Wiederherstellung des quadraturmodulierten Signals mit einer niedrigen Hilfsträgerfrequenz und einem unterdrückten Seitenband durch dessen inverse Umsetzung in eine höhere Trägerfrequenz mittels Überlagerung würde neben derartigen fast idealen Filtern die Verwendung von fast idealen Phasenschiebern erfordern (vorausgesetzt, daß eine genaue z.B. 90º- Verschiebung aller Komponenten des Spektrums möglich ist, wobei die Frequenzen von Hertz oder Kilohertz bis zu mehreren Megahertz reichen). Deshalb muß z.B. in Kabelhauptverbindungsleitungen, die einseitenbandmodulierte Fernsehsignale übertragen, die Trägerfrequenz in dem Bereich gewählt werden, der etwa 25% bis 40% der Bandbreite eines Seitenbandes beträgt, so daß der Wirkungsgrad bei dem Kompromiß zwischen Bandbreite und Übertragungszeit etwa 70% bis 80% nicht überschreitet, und dies ist dennoch technisch sehr schwer zu realisieren. Wenn es sich jedoch als praktikabel erwiese, die quadraturmodulierten Fernsehsignale zu "packen" bzw. zu verdichten und dabei diese technischen Behinderungen zu vermeiden und den Wirkungsgrad des Kompromisses zwischen Bandbreite und Übertragungszeit auf fast 100% zu bringen (ein Wirkungsgrad von genau 100% ist in diesem Fall selbst theoretisch unerreichbar) und vor allem das ursprüngliche quadraturmodulierte Fernsehsignal aus zwei Folgen wiederherzustellen, um danach die modulierten Signale mit Hilfe relativ einfacher Mittel aus ihm zu demodulieren, dann würde diese Methode einer verringerten Bandbreite des vollständigen Fernsehsignals ohne Beseitigung von dessen Redundanz äußerst vielversprechend erscheinen.A third method is to reduce the data signal bandwidth without reducing redundancy. In television technology, the possibility of such a method was already known during the development of the PAL system. It is theoretically possible to transmit and demodulate quadrature modulated signals by means of two specially generated signal sequences, with partial and even complete suppression of one sideband, ie bandwidth versus transmission time and this is precisely what has been partially applied in the transmission of chrominance signals in the PAL system. However, a sufficiently effective compromise of this kind in practice turns out to be impracticable even with a high degree of correlation between television signals in adjacent frames, especially in the case of luminance and chrominance signals transmitted by time division multiplexing. A sideband must be completely suppressed, not partially as in the case of PAL chrominance signals, because in the time division multiplexing of quadrature-modulated chrominance signals with luminance signals the subcarrier frequency must be very low, and their practical application requires the use of almost ideal filters, since the width of the television signal spectrum is of the order of megahertz and contains "zero" frequency components. Consequently, the effective suppression of a sideband would require the use of filters with megahertz bandwidths and a cut-off frequency slope of tens of decibels per unit or tens of kilohertz. The reconstruction of the quadrature modulated signal with a low subcarrier frequency and a suppressed sideband by its inverse conversion to a higher carrier frequency by means of superposition would require, in addition to such almost ideal filters, the use of almost ideal phase shifters (assuming that an accurate, e.g. 90º shift of all components of the spectrum is possible, with frequencies ranging from hertz or kilohertz to several megahertz). Therefore, for example in cable trunk lines transmitting single-sideband modulated television signals, the carrier frequency must be chosen in the range which is about 25% to 40% of the bandwidth of a sideband, so that the efficiency in the compromise between bandwidth and transmission time does not exceed about 70% to 80%, and this is nevertheless technically very difficult to achieve. However, if it were to prove practicable to "pack" or condense the quadrature-modulated television signals while avoiding these technical obstacles and bringing the efficiency of the bandwidth-transmission-time trade-off to almost 100% (an efficiency of exactly 100% is in this case even theoretically unattainable) and, above all, to reconstruct the original quadrature-modulated television signal from two sequences and then demodulate the modulated signals from it by relatively simple means, then this method of reducing the bandwidth of the complete television signal without eliminating its redundancy would appear extremely promising.
Man beachte, daß das einfache zeitliche Dehnen eines quadraturmodulierten Fernsehsignals mit einer Bandbreite von 2 ΔF und seiner Lage in einem Durchlaßbereich von 0 bis ΔF (F ist die Trägerfrequenz) sehr ungeeignet ist, da es nicht auf Farbartsignale angewendet werden kann, weil zwei Farbdifferenzsignale vorhanden sind und mit dieser Methode zweimal weniger Signale pro Vollbild übertragen würden. Ferner würde eine solche Übertragung eine sehr hohe Linearität des Phasengangs im Frequenzband von 0 bis ΔF erfordern.Note that simply stretching in time a quadrature modulated television signal with a bandwidth of 2 ΔF and its position in a passband from 0 to ΔF (F is the carrier frequency) is very unsuitable since it cannot be applied to chrominance signals because there are two color difference signals and this method would transmit twice as many signals per frame. Furthermore, such a transmission would require a very high linearity of the phase response in the frequency band from 0 to ΔF.
Diese Erfindung stellt ein Fernsehsignal mit einem größeren Informationsgehalt im vollständigen Farbfernsehsignal pro Zeit bereit, ohne die Bandbreite dieses Signals zu erweitern.This invention provides a television signal with a greater information content in the complete color television signal per unit time without expanding the bandwidth of that signal.
Dies ist möglich, wenn unter Verwendung hoher Korrelation zwischen Signalen benachbarter Vollbilder, Halbbilder und Zeilen in einem Fernsehbild die Videosignale im vollständigen Farbfernsehsignal, das die Leuchtdichte- und Farbartinformation enthält, durch Signale mit höherer Informationskapazität ersetzt werden. Insbesondere sind solche Signale Folgen von quadraturmodulierten Fernsehsignalen, und zwar unter der Bedingung, daß sie in einer Bandbreite untergebracht sind, die etwa gleich der eines Seitenbandes ist.This is possible if, using high correlation between signals of adjacent frames, fields and lines in a television picture, the video signals in the complete color television signal containing the luminance and chrominance information are replaced by signals with higher information capacity. In particular, such signals are sequences of quadrature-modulated television signals, provided that they are accommodated in a bandwidth approximately equal to that of a sideband.
Ein sehr einfaches Mittel zur Nyqistflankenanwendung auf das Spektrum eines quadraturmodulierten Fernsehsignals, um es in einer Bandbreite unterzubringen, die etwa der des einen Seitenbandes entspricht, ist die Quadraturmodulation seiner Träger- oder Hilfsträgerfrequenz, die viel niedriger ist als die obere Grenzfrequenz im Videosignalmodulationsspektrum, ohne auf vollständige oder teilweise Seitenbandunterdrückung zurückgreifen zu müssen. Eine solche Spannung mit einem mittels Nyqistflanke gekürzten unteren Seitenband enthält alle Frequenzkomponenten des oberen und des unteren Seitenbandes eines quadraturmodulierten Signals. Aus diesem Grund kann man annehmen, daß eine solche Spannung alle Informationen enthält, die von einem quadraturmodulierten Signal mit einer höheren Trägerfrequenz übertragen werden. Genau genommen, kann die Spannung mit einem mittels Nyqistflanke gekürzten unteren Seitenband, das durch Umsetzen des quadraturmodulierten Signals auf eine niedrigere Trägerfrequenz erzeugt wird, nur dann als das Informationssignal betrachtet werden, wenn die Informationen, die in den Modulationssignalen enthalten sind, auf der Empfangsseite wieder ermittelt werden können.A very simple means of applying Nyqist slope to the spectrum of a quadrature modulated television signal to accommodate it in a bandwidth approximately equal to that of one sideband is to quadrature modulate its carrier or subcarrier frequency, which is much lower than the upper cutoff frequency in the video signal modulation spectrum, without resorting to total or partial sideband suppression. Such a voltage with a Nyqist slope-truncated lower sideband contains all the frequency components of the upper and lower sidebands of a quadrature modulated signal. For this reason, such a voltage can be considered to contain all the information carried by a quadrature modulated signal with a higher carrier frequency. Strictly speaking, the voltage with a Nyqist slope-truncated lower sideband, obtained by converting the quadrature modulated signal to a lower carrier frequency can only be considered as the information signal if the information contained in the modulation signals can be determined again at the receiving side.
Durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, daß dies durchführbar ist, und sogar mittels relativ einfacher Implementationstechniken, die später in der Beschreibung dieser Erfindung beschrieben werden.Investigations carried out have shown that this is feasible, and even by means of relatively simple implementation techniques which are described later in the description of this invention.
Da die Spannung mit einem derartig gekürzten Seitenband dazu verwendet werden kann, Informationen zu übertragen, kann sie als ein Signal bezeichnet werden.Since the voltage with such a shortened sideband can be used to transmit information, it can be called a signal.
Ein typisches Merkmal eines solchen quadraturmodulierten Signals mit einer Trägerfrequenz, die viel niedriger ist als die obere Grenzfrequenz in den Modulationssignalspektren, ist das Vorhandensein eines derartig gekürzten unteren Seitenbandes. Der Vorgang der Erzeugung eines solchen Signals kann als "Reflex-Quadraturmodulation" bezeichnet werden, im Gegensatz zur Quadraturmodulation mit vollen Seitenbändern, einschließlich der Restseitenband-Quadraturmodulation, wie oben erwähnt.A typical feature of such a quadrature modulated signal with a carrier frequency much lower than the upper cutoff frequency in the modulating signal spectra is the presence of such a truncated lower sideband. The process of generating such a signal can be called "reflex quadrature modulation", in contrast to quadrature modulation with full sidebands, including vestigial sideband quadrature modulation, as mentioned above.
Das Signal, das durch "Reflex-Quadraturmodulation" erzeugt wird, kann als ein "reflex-quadraturmoduliertes Signal" oder kurz als ein "reflex- moduliertes Signal" bezeichnet werden.The signal generated by "reflex quadrature modulation" can be referred to as a "reflex quadrature modulated signal" or, for short, a "reflex modulated signal".
Dies wird dadurch erreicht, daß in einem Fernsehsystem, dessen vollständige Farbfernsehsignale, die Leuchtdichte- und Farbartinformation enthalten, im Zeitmultiplexverfahren übertragen werden, wobei Leuchtdichtesignale während des gesamten aktiven Zeilenintervalls übertragen werden und zeitlich komprimierte Farbdifferenzsignale, die die Farbartinformation transportieren, während des Zeilenaustastintervalls übertragen werden, das vollständige Farbfernsehsignal erfindungsgemäß erzeugt wird unter Verwendung von reflex-modulierten Signalen, die Informationen enthalten über die einzelnen Merkmale des Bildes, einschließlich reflex-modulierte Leuchtdichtesignale und reflex-modulierte Farbartsignale. Diese Signale, die Informationen über einzelne Merkmale des Bildes, d.h. Videosignale einschließlich Leuchtdichtesignale und Farbdifferenzsignale, werden zur Hilfsträgerquadraturmodulation in den Phasen "0" und ±π/2, wodurch reflex-modulierte Signale mit Hilfsträgerfrequenzen f erzeugt werden, die so ausgewählt werden, daß die erforderliche Phasenverschiebung φ zwischen unmodulierten Hilfsträgern benachbarter Zeilen, φH, ein und desselben Vollbildes und zwischen gleiche Nummern aufweisenden Zeilen benachbarter Vollbilder, φP, sichergestellt sind. Die so erzeugten reflex-modulierten Signale werden während der ihnen zugewiesenen Zeitintervalle im vollständigen Farbfernsehsignal übertragen. Auf der Empfangsseite werden die Folgen von reflex-modulierten Signalen im empfangenen vollständigen Farbfernsehsignal demoduliert und in die Datenverarbeitungskanäle geleitet, wo die Informationen, die in diesen reflex-modulierten Signalen enthalten sind, verarbeitet werden. Verarbeitungskanäle bringen eine Verzögerung der reflex-modulierten Signalfolgen um ein Zeitintervall mit sich, das aus einem Mehrfachen der Fernsehabtastperiode besteht, und die verzögerten und unverzögerten Folgen werden gemeinsam verarbeitet, indem sie durch harmonische Signale in vorgewählten Phasenlagen multipliziert werden. Die Produkte dieser Multiplikationen der verzögerten und unverzögerten reflex-modulierten Signalfolgen mit harmonischen Signalen in einem gegebenen Verarbeitungskanal werden algebraisch summiert, um die Videomodulationssignale aus der Summenspannung zu ermitteln. Das Leuchtdichte- und das Farbdifferenzsignal, die durch entsprechende Verarbeitungskanäle und mit angeglichenen Zeitmaßen demoduliert werden, werden dann zeitlich abgeglichen.This is achieved in that in a television system whose complete color television signals containing luminance and chrominance information are transmitted in time-division multiplexing, luminance signals being transmitted during the entire active line interval and time-compressed color difference signals carrying the chrominance information being transmitted during the line blanking interval, the complete color television signal is generated according to the invention using reflex-modulated signals containing information about the individual features of the picture, including reflex-modulated luminance signals and reflex-modulated chrominance signals. These signals containing information about individual features of the picture, ie video signals including luminance signals and color difference signals, are subjected to subcarrier quadrature modulation in the phases "0" and ±π/2, whereby reflex-modulated signals with subcarrier frequencies f are generated which are selected so as to ensure the required phase shift φ between unmodulated subcarriers of adjacent lines, φH, of one and the same frame and between like-numbered lines of adjacent frames, φP. The reflex-modulated signals thus generated are transmitted in the complete colour television signal during the time intervals assigned to them. On the receiving side, the sequences of reflex-modulated signals in the received complete colour television signal are demodulated and fed into the data processing channels where the information contained in these reflex-modulated signals is processed. Processing channels entail a delay of the reflex-modulated signal sequences by a time interval consisting of a multiple of the television scanning period, and the delayed and undelayed sequences are processed together by multiplying them by harmonic signals in preselected phase positions. The products of these multiplications of the delayed and undelayed reflex-modulated signal sequences with harmonic signals in a given processing channel are summed algebraically to determine the video modulation signals from the sum voltage. The luminance and color difference signals, demodulated by corresponding processing channels and with equalized time dimensions, are then time aligned.
Erfindungsgemäß können die verzögerten und unverzögerten reflex- modulierten Signalfolgen verarbeitet werden, indem eine von ihnen mit einem harmonischen Signal der Form U&sub1;(t) = 2 cos ωxt multipliziert und die andere von ihnen mit einem harmonischen Signal der Form U&sub2;(t) = 2 cos (ωxt + π + qφH) multipliziert wird, wobei ωx = 2πfx, fx gilt, wobei gilt: fx die Frequenz des harmonischen Signals und ist höher als die Grenzfrequenz des reflex-modulierten Signalspektrums, φH = 2πfτH, wobei gilt: f ist die Hilfsträgerfrequenz des reflex-modulierten Signals, τH die Zeilendauer und q eine natürliche Zahl. Das algebraische Summieren der Spannungen, die während der Multiplikation der reflex-modulierten Signalfolgen mit harmonischen Signalen U&sub1;(t) und U&sub2;(t) erzeugt werden, ergibt ein quadraturmoduliertes Signal mit vollen Seitenbändern und einer hohen Trägerfrequenz, deren Gleichrichtung durchgeführt werden kann, um Videosignale zu gewinnen, die den Träger auf der Sendeseite modulieren.According to the invention, the delayed and undelayed reflex-modulated signal sequences can be processed by multiplying one of them by a harmonic signal of the form U₁(t) = 2 cos ωxt and the other of them by a harmonic signal of the form U₂(t) = 2 cos (ωxt + π + qφH), where ωx = 2πfx, fx, where: fx is the frequency of the harmonic signal and is higher than the cut-off frequency of the reflex-modulated signal spectrum, φH = 2πfτH, where: f is the subcarrier frequency of the reflex-modulated signal, τH is the line duration and q is a natural number. Algebraically summing the voltages generated during multiplication of the reflex-modulated signal sequences with harmonic signals U1(t) and U2(t) yields a quadrature-modulated signal with full sidebands and a high carrier frequency, which can be rectified to obtain video signals that modulate the carrier on the transmit side.
Erfindungsgemäß kann die gemeinsame Verarbeitung von verzögerten und unverzögerten reflex-modulierten Signalfolgen auch auf der Empfangsseite direkt mit der Trägerfrequenz f durchgeführt werden, indem eine Folge mit einem harmonischen Signal U&sub1;(t) = 2 cos ωt multipliziert wird, wobei ω = 2πf gilt, und die andere Folge mit einem harmonischen Signal der Form U&sub2;(t) = 2 cos (ωt + π + qφH) multipliziert wird. Die algebraische Summierung der Produkte ermöglicht die direkte Demodulation eines der Modulationssignale. Um das andere Modulationssignal zu demodulieren, wird eine der reflex-modulierten Signalfolgen mit einem harmonischen Signal der Form U&sub3;(t) = 2 sin ωt multipliziert und die andere Folge mit einem harmonischen Signal der Form U&sub4;(t) = 2 sin (ωt + π + qφH) multipliziert. Das algebraische Summieren dieser Produkte ergibt direkt das zweite Modulationssignal.According to the invention, the joint processing of delayed and undelayed reflex-modulated signal sequences can also be carried out on the receiving side directly with the carrier frequency f by multiplying one sequence with a harmonic signal U₁(t) = 2 cos ωt, where ω = 2πf, and the other sequence with a harmonic signal of the form U₂(t) = 2 cos (ωt + π + qφH). The algebraic summation of the products enables the direct demodulation of one of the modulation signals. To demodulate the other modulation signal, one of the reflex-modulated signal sequences is multiplied by a harmonic signal of the form U₃(t) = 2 sin ωt and the other sequence is multiplied by a harmonic signal of the form U₄(t) = 2 sin (ωt + π + qφH). The algebraic summation of these products directly yields the second modulation signal.
Es ist ratsam, wenn bei dem vollständigen Farbfernsehsignal des erfindungsgemäßen Fernsehsystems die Zeilenaustastintervalle gleichzeitig verwendet werden, um beide Farbdifferenzsignale zu übertragen, wobei das Farbartsignal durch Reflex-Quadraturmodulation der Farbart-Hilfsträgerfrequenz erzeugt wird, wobei gilt: It is advisable that in the complete colour television signal of the television system according to the invention the line blanking intervals are used simultaneously to transmit both colour difference signals, the chrominance signal being generated by reflex quadrature modulation of the chrominance subcarrier frequency, where:
fH = 1/τH ist die Zeilenfrequenz, fp ist die Bildwiederholfrequenz, m und n sind natürliche Zahlen, die so gewählt werden, daß eine Phasenverschiebung φ des Farbart-Hilfsträgers in benachbarten Zeilen φoH π/2 (2n-1) in ein und demselben Vollbild und gleich φop = (2i-1) in identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder erreicht wird, wobei i eine ganze Zahl ist. Zu diesem Zweck müssen als Videosignale, die den farbarthilfsträger modulieren, farbdifferenzsignale verwendet werden, und das Zeitmaß des resultierenden farbartsignals muß mit einem Komprimierungsfaktor K komprimiert werden, der dem Verhältnis zwischen der oberen Grenzfrequenz der Nennbandbreite eines vollständigen Farbfernsehsignals und dem gewählten Wert der oberen Grenzfrequenz im Farbartsignalspektrum entspricht, das in einer Zeile vor dessen Zeitkomprimierung übertragen wird. Die Farbburst-Synchronisationssignale im Farbartsignal sind K-fach zeitlich komprimierte reflex-modulierte Signale des Hilfsträgers in dessen Referenzphasenlage und können mit mehreren Zeilen des Bildaustastintervalls übertragen werden, wobei die Dauer der Übertragung jeder Farbburstfolge in den Zeilen des Bildaustastintervalls der Dauer der Farbartsignalübertragung in einer Zeile des aktiven Vollbildes entspricht. Das erzeugte zeitlich komprimierte Farbartsignal sollte mit Zeilen des vollständigen Farbfernsehsignals während der Zeitintervalle zwischen der Hinterflanke des horizontalen Synchronisationsimpulses und dem Beginn der aktiven Zeile übertragen werden. Auf der Empfangsseite ist es ratsam, die Demodulation der Farbartsignalfolge im empfangenen vollständigen Farbfernsehsignal um eine Vollbildperiode zu verzögern und algebraische Summierung mit Farbartsignalfolgen durchzuführen, die in identisch numerierten Zeilen der unverzögerten Vollbildsignale, die am Eingang ankommen, demoduliert werden. Die Folgen von algebraisch summierten Farbartsignalen aus identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder sollte zusätzlich um T = qτH verzögert werden, wobei τH = 1/fH gilt, und die zusätzlich verzögerten und unverzögerten Farbartsignalfolgen sollten gemeinsam verarbeitet werden, indem sie mit harmonischen Signalen in entsprechenden Phasenlagen multipliziert werden. Man beachte, daß die Phasenverschiebung Δφo zwischen der unmodulierten Farbhilfsträgerphase φo1 in der verzögerten Farbartsignalfolge und der unmodulierten Farbhilfsträgerphase φo2 in der unverzögerten Farbartsignalfolge mit der Zeitverzögerung T zusammenhängt, nämlich wie folgtfH = 1/τH is the line frequency, fp is the refresh rate, m and n are natural numbers chosen to achieve a phase shift φ of the chrominance subcarrier in adjacent lines φoH π/2 (2n-1) in one and the same frame and equal to φop = (2i-1) in identically numbered lines of adjacent frames, where i is an integer. For this purpose, color difference signals must be used as video signals modulating the chrominance subcarrier and the time scale of the resulting chrominance signal must be compressed with a compression factor K which corresponds to the ratio between the upper limit frequency of the nominal bandwidth of a complete color television signal and the selected value of the upper limit frequency in the chrominance signal spectrum transmitted in a line before its time compression. The colour burst synchronisation signals in the chrominance signal are K-fold time-compressed reflex-modulated signals of the subcarrier in its reference phase position and can be transmitted with several lines of the image blanking interval, whereby the Duration of transmission of each color burst sequence in the lines of the blanking interval corresponds to the duration of chrominance signal transmission in one line of the active frame. The time-compressed chrominance signal produced should be transmitted with lines of the complete color television signal during the time intervals between the trailing edge of the horizontal synchronization pulse and the beginning of the active line. At the receiving end, it is advisable to delay the demodulation of the chrominance signal sequence in the received complete color television signal by one frame period and to perform algebraic summation with chrominance signal sequences demodulated in identically numbered lines of the undelayed frame signals arriving at the input. The sequences of algebraically summed chrominance signals from identically numbered lines of adjacent frames should be additionally delayed by T = qτH, where τH = 1/fH, and the additionally delayed and undelayed chrominance signal sequences should be processed together by multiplying them by harmonic signals in corresponding phase positions. Note that the phase shift Δφo between the unmodulated chrominance subcarrier phase φo1 in the delayed chrominance signal sequence and the unmodulated chrominance subcarrier phase φo2 in the undelayed chrominance signal sequence is related to the time delay T, namely as follows:
Δφo = φo1 - φo2 = ωo q τHΔφo = φo1 - φo2 = ωo q τH
wobei gilt: ωo = 2πfo.where: ωo = 2πfo.
Erfindungsgemäß kann die gemeinsame Verarbeitung von verzögerten und unverzögerten Folgen von summierten Farbartsignalen in identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder ausgeführt werden, indem eine von ihnen mit einem harmonischen Signal der Form U&sub1;(t) = 2 cos ωxt multipliziert wird und die andere von ihnen mit einem harmonischen Signal der Form U&sub2;(t) = 2 cos (ωxt + π + Δφo) multipliziert wird, wobei gilt: ωx = 2πfx, fx ist die Frequenz des harmonischen Signals und ist höher als die Grenzfrequenz des Farbartsignalspektrums. Das Summieren der so erzeugten Spannungen ergibt ein quadraturmoduliertes Signal mit vollen Seitenbändern und einer hohen Trägerfrequenz. Die Synchrongleichrichtung dieses Signals ermöglicht die Demodulation beider Farbartsignale.According to the invention, the joint processing of delayed and undelayed sequences of summed chrominance signals in identically numbered lines of adjacent frames can be carried out by multiplying one of them by a harmonic signal of the form U₁(t) = 2 cos ωxt and the other of them by a harmonic signal of the form U₂(t) = 2 cos (ωxt + π + Δφo), where ωx = 2πfx, fx is the frequency of the harmonic signal and is higher than the cut-off frequency of the chrominance signal spectrum. The summation of the voltages thus generated results in a quadrature modulated signal with full sidebands and a high carrier frequency. The synchronous rectification of this signal enables the demodulation of both chrominance signals.
Ebenfalls möglich ist die gemeinsame Verarbeitung von verzögerten und unverzögerten summierten Farbartsignalfolgen aus identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder und die Demodulation von Farbdifferenzsignalen direkt im Farbhilfsträger fo. Zu dieser Verarbeitung gehören das Multiplizieren einer Folge mit einem harmonischen Signal der Form U&sub1;(t) = 2 cos ωot und der anderen Folge mit einem harmonischen Signal der Form U&sub2;(t) = 2 cos (ωot + π + Δφo) und die algebraische Summierung der so erzeugten Produkte, um eines der Farbdifferenzsignale direkt zu demodulieren. Um das zweite Farbdifferenzsignal zu demodulieren, wird eine dieser Folgen mit einem harmonischen Signal der Form U&sub3;(t) = 2 sin ωot multipliziert und die andere mit einem harmonischen Signal der Form U&sub4;(t) = 2 sin (ωot + π + Δφo) multipliziert, und die so entstandenen Produkte werden algebraisch summiert.It is also possible to process delayed and undelayed summed chrominance signal sequences from identically numbered lines of adjacent frames together and to demodulate color difference signals directly in the color subcarrier fo. This processing involves multiplying one sequence by a harmonic signal of the form U₁(t) = 2 cos ωot and the other sequence by a harmonic signal of the form U₂(t) = 2 cos (ωot + π + Δφo) and algebraically summing the products thus generated in order to directly demodulate one of the color difference signals. To demodulate the second color difference signal, one of these sequences is multiplied by a harmonic signal of the form U3(t) = 2 sin ωot and the other is multiplied by a harmonic signal of the form U4(t) = 2 sin (ωot + π + Δφo) and the resulting products are summed algebraically.
Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, die zusätzliche Zeitverzögerung der Folgen von summierten Farbartsignalen aus identisch numerierten Zeilen in benachbarten Vollbildern während deren gemeinsamer Verarbeitung auf der Empfangsseite gleich der Zeilendauer τH zu setzen. In diesem Fall sollte die Phasenverschiebung zwischen den harmonischen Signalen, mit denen die verzögerte und die unverzögerte Folge multipliziert werden, gleich π + Δφo π/2 (2n+1) gesetzt werden.According to the invention, it is expedient to set the additional time delay of the sequences of summed chrominance signals from identically numbered lines in adjacent frames during their joint processing on the receiving side equal to the line duration τH. In this case, the phase shift between the harmonic signals with which the delayed and undelayed sequences are multiplied should be set equal to π + Δφo π/2 (2n+1).
Es ist auch zweckmäßig, wenn bei einer Anzahl von Anwendungsfällen des erfindungsgemäßen Fernsehsystems während der gemeinsamen Verarbeitung auf der Empfangsseite der verzögerten und der unverzögerten folge von summierten Farbartsignalen aus identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder die zusätzliche Verzögerungszeit, T, etwa gleich der Fernsehhalbbilddauer gesetzt wird, T = (z±1)τH/2, wobei z die Anzahl der horizontalen Zeilen ist. Zwei Ausführungsformen einer solchen Verzögerung sind möglich. In der ersten Ausführungsform werden die Folgen im ersten Halbbild um T&sub1; = (z+1)τH/2 und im zweiten Halbbild um T&sub2; = (z-1)τH/2 zusätzlich verzögert. Die Phasenverschiebung zwischen den harmonischen Signalen, mit denen die verzögerte und die unverzögerte Farbartsignalfolge multipliziert werden sollen, sollte im ersten Halbbild gleich It is also expedient if, in a number of applications of the television system according to the invention, during the joint processing on the receiving side of the delayed and undelayed sequence of summed chrominance signals from identically numbered lines of adjacent frames, the additional delay time, T, is set approximately equal to the television field duration, T = (z±1)τH/2, where z is the number of horizontal lines. Two embodiments of such a delay are possible. In the first embodiment, the sequences are additionally delayed by T₁ = (z+1)τH/2 in the first field and by T₂ = (z-1)τH/2 in the second field. The phase shift between the harmonic signals with which the delayed and undelayed chrominance signal sequences are to be multiplied should be equal to
und im zweiten Halbbild gleich and in the second half the same
gesetzt werden. In der zweiten Ausführungsform wird die zusätzliche Verzögerung der summierten Farbartsignalfolgen aus identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder im ersten und im zweiten Halbbild einander gleichgesetzt und gleich T&sub1; = (z+1) τH/2 gesetzt. Dementsprechend sollte die Phasenverschiebung zwischen den harmonischen Signalen, mit denen die verzögerte und die unverzögerte Folge multipliziert werden sollen, in beiden Halbbildern gleich In the second embodiment, the additional delay of the summed chrominance signal sequences from identically numbered lines of adjacent frames in the first and second fields is set equal to each other and is set equal to T₁ = (z+1) τH/2. Accordingly, the phase shift between the harmonic signals with which the delayed and undelayed sequences are to be multiplied should be equal in both fields.
gesetzt werden.be set.
Es ist vorteilhaft, wenn in Fernsehsystemen mit simultaner Übertragung von Farbdifferenzsignalen während der Austastintervalle im vollständigen Farbfernsehsignal reflex-modulierte Signale mit Informationen über Leuchtdichte und Farbart in räumlich benachbarten Bildzeilen während der Zeitdauer einer einzigen Zeile übertragen werden und wenn zwei farbfernsehbilder gleichzeitig in Echtzeit übertragen werden, und zwar in einem angeglichenen Frequenzband, das als das Nennfrequenzband bezeichnet wird, um ein solches einzelnes Fernsehbild zu übertragen. Zu diesem Zweck müssen auf der Sendeseite das Leuchtdichte- und das Farbartsignal von zwei Halbbildern eines Vollbildes des ersten und des zweiten Bildes getrennt gespeichert werden, wobei die Signale von räumlich benachbarten Abtastzeilen des ersten und des zweiten Halbbildes dieses Bildes sequentiell so in den Speicher geschrieben werden, daß die Speicherzeile (2S-1) Daten über die Leuchtdichte und die Farbart der Bildzeile (2S-1) des ersten Halbbildes enthält und die Speicherzeile 2S Daten über die Leuchtdichte und die Farbart der Bildzeile (2S-1 + (z+1)/2) des zweiten Halbbildes enthält, wobei S eine natürliche Zahl ist. Die Signale, die in zwei Speicherzeilen (2S-1) und 2S des ersten Bildes gespeichert sind, werden in Signale einer einzigen ersten Bildübertragungszeile umgewandelt. Signale des zweiten Bildes, die in den Speicherzeilen (2S-1) und 2S gespeichert sind, werden ebenfalls in Signale einer einzigen zweiten Bildübertragungszeile umgewandelt. Diese Umwandlung wird für Signale des ersten und des zweiten Bildes getrennt und mit identischen Mitteln ausgeführt. Bei diesem Vorgang werden Farbartsignale gleichzeitig aus den Speicherzeilen (2S-1) und 2S gelesen und algebraisch summiert, um ein den Bildzeilen (2S-1) und 2S gemeinsames farbartsignal mit einer Farbarthilfsträgerfrequenz fo zu erzeugen. Die Phasenverschiebung zwischen dem unmodulierten Farbarthilfsträger in Abtastzeilen, die aus den Signalen erzeugt werden, die in Speicherzeilen (2S-1) und 2S gespeichert sind, und denjenigen von Bildzeilen, die aus Signalen erzeugt werden, die in Speicherzeilen (2S+1) und (2S+2) gespeichert sind, und zwar des gleichen Bildes, ergibt sich aus φoH = 2πfoτH oder etwa aus π/2 (2n-1). Die Leuchtdichtesignale, die in Speicherzeilen (S2-1) und 2S gespeichert sind, werden auch gleichzeitig übertragen, wobei sie dazu verwendet werden, ein reflex-moduliertes Leuchtdichtesignal zu erzeugen. Zu diesem Zweck werden Leuchtdichtesignale, die aus den Speicherzeilen (2S-1) und 2S gelesen werden, um die Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz fy = (2d-1)fH/4 einer Reflex-Quadraturmodulation zu unterziehen, wobei d eine natürliche Zahl ist, die so ausgewählt wird, daß die Phasenverschiebung zwischen dem Leuchtdichtehilfsträger in identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder φyp = π/2 (2d-1) beträgt. Die erzeugten reflex-modulierten Leuchtdichtesignale und die Farbartsignale, die Leuchtdichte- und Farbartdaten enthalten, die in den Speicherzeilen (2S-1) und 2S des ersten Bildes gespeichert sind, werden in der Abtastzeile (2S-1) des vollständigen Farbfernsehsignals übertragen; die frequenzmodulierten Leuchtdichtesignale und die Farbartsignale, die Informationen über das Leuchtdichte- und Farbartsignal transportieren, die in den Speicherzeilen (2S-1) und 2S des zweiten Bildes gespeichert sind, werden in der Abtastzeile 2S des vollständigen Farbfernsehsignals übertragen. Die Farbartsignale des ersten und des zweiten Bildes werden während der horizontalen Austastintervalle der entsprechenden Bildzeilen übertragen, und die reflex-modulierten Leuchtdichtesignale werden übertragen, ohne daß ihre Zeitmaße in den aktiven Zeilen des vollständigen Farbfernsehsignals geändert werden. Signale ein und desselben Bildes werden in identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder übertragen. Auf der Empfangsseite des Signals des ersten und des zweiten Bildes werden diese aus dem vollständigen Farbfernsehsignal herausgelöst und in Verarbeitungskanäle geführt, wobei Signale jedes Bildes identischen Verarbeitungsschritten unterzogen werden, nämlich: Signalverzögerung, Demodulation von Farbartsignalen aus identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder, algebraische Summierung von um eine Vollbildperiode verzögerten und unverzögerten Farbbildsignalen aus identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder, zusätzliches Verzögern dieser algebraisch summierten Farbartsignale um die Dauer von zwei Abtastzeilen, Multiplizieren der zusätzlich verzögerten und unverzögerten Folgen von summierten Farbartsignalen aus identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder mit harmonischen Signalen, bei denen die Phasenverschiebung, nämlich π + Δφo, etwa π/2 (2n+1) betragen sollte, und Demodulieren der Farbdifferenzsignale. Diese Farbdifferenzsignale, die an den Ausgängen der Verarbeitungskanäle erzeugt werden, werden verwendet, um Farbartdaten, die in Speicherzeilen (2S-1) und 2S gespeichert sind, wiederherzustellen. Die Verarbeitung der reflex- modulierten Leuchtdichtesignale umfaßt Demodulieren von Folgen dieser Signale aus den um eine Vollbildperiode verzögerten und unverzögerten Zeilensignalen, gemeinsame Verarbeitung von verzögerten und unverzögerten Folgen von reflex-modulierten Leuchtdichtesignalen aus identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder durch Multiplizieren dieser Folgen mit harmonischen Signalen in entsprechend festgelegten Phasenlagen, algebraische Summierung der Multiplikationsprodukte und Demodulation der Leuchtdichtesignale, die in Speicherzeilen (2S-1) und 2S gespeichert sind. Die demodulierten Signale, die Farbart- und Leuchtdichtedaten enthalten, die in Speicherzeile 2S gespeichert sind, müssen um T&sub1; = (z+1) τH/2 verzögert werden, um das vollständige Farbfernsehsignal mit Zeilensprungabtastung des ursprünglichen Bildes wiederherzustellen.It is advantageous if, in television systems with simultaneous transmission of color difference signals, during the blanking intervals in the complete color television signal, reflex-modulated signals containing information on luminance and chrominance are transmitted in spatially adjacent picture lines during the duration of a single line and if two color television pictures are transmitted simultaneously in real time in an adjusted frequency band, referred to as the nominal frequency band, for transmitting such a single television picture. For this purpose, on the transmitting side, the luminance and chrominance signals of two fields of a frame of the first and second images must be stored separately, the signals of spatially adjacent scanning lines of the first and second fields of this image being sequentially written into the memory such that the memory line (2S-1) contains data on the luminance and chrominance of the image line (2S-1) of the first field and the memory line 2S contains data on the luminance and chrominance of the image line (2S-1 + (z+1)/2) of the second field, where S is a natural number. The signals stored in two memory lines (2S-1) and 2S of the first image are converted into signals of a single first image transmission line. Signals of the second image stored in the memory lines (2S-1) and 2S are also converted into signals of a single second image transmission line. This conversion is carried out separately for signals from the first and second image and with identical means. In this process, chrominance signals are simultaneously extracted from the Memory lines (2S-1) and 2S are read and summed algebraically to produce a chrominance signal common to image lines (2S-1) and 2S having a chrominance subcarrier frequency fo. The phase shift between the unmodulated chrominance subcarrier in scan lines generated from the signals stored in memory lines (2S-1) and 2S and those of image lines generated from signals stored in memory lines (2S+1) and (2S+2) of the same image is given by φoH = 2πfoτH or approximately π/2 (2n-1). The luminance signals stored in memory lines (S2-1) and 2S are also transmitted simultaneously, being used to produce a reflex-modulated luminance signal. For this purpose, luminance signals read from the memory lines (2S-1) and 2S are reflex quadrature modulated to the luminance subcarrier frequency fy = (2d-1)fH/4, where d is a natural number selected such that the phase shift between the luminance subcarrier in identically numbered lines of adjacent frames is φyp = π/2 (2d-1). The generated reflex modulated luminance signals and the chrominance signals containing luminance and chrominance data stored in the memory lines (2S-1) and 2S of the first frame are transmitted in the scanning line (2S-1) of the complete color television signal; the frequency-modulated luminance signals and the chrominance signals carrying information about the luminance and chrominance signals stored in the memory lines (2S-1) and 2S of the second picture are transmitted in the scanning line 2S of the complete color television signal. The chrominance signals of the first and second pictures are transmitted during the horizontal blanking intervals of the corresponding picture lines, and the reflex-modulated luminance signals are transmitted without changing their time dimensions in the active lines of the complete color television signal. Signals of one and the same picture are transmitted in identically numbered lines of adjacent frames. On the receiving side of the signal of the first and second picture, these are separated from the complete colour television signal and fed into processing channels, whereby signals of each picture are subjected to identical processing steps, namely: signal delay, demodulation of chrominance signals from identically numbered lines of adjacent frames, algebraic summation of colour picture signals delayed by one frame period and undelayed from identically numbered lines of adjacent frames, additional Delaying these algebraically summed chrominance signals by the duration of two scan lines, multiplying the additional delayed and undelayed sequences of summed chrominance signals from identically numbered lines of adjacent frames by harmonic signals for which the phase shift, namely π + Δφo, should be approximately π/2 (2n+1), and demodulating the color difference signals. These color difference signals produced at the outputs of the processing channels are used to recover chrominance data stored in memory lines (2S-1) and 2S. The processing of the reflex-modulated luminance signals comprises demodulating sequences of these signals from the one frame period delayed and undelayed line signals, jointly processing delayed and undelayed sequences of reflex-modulated luminance signals from identically numbered lines of adjacent frames by multiplying these sequences by harmonic signals in appropriately determined phase positions, algebraically summing the multiplication products and demodulating the luminance signals stored in memory lines (2S-1) and 2S. The demodulated signals containing chrominance and luminance data stored in memory line 2S must be delayed by T₁ = (z+1) τH/2 in order to recreate the complete interlaced color television signal of the original picture.
Erfindungsgemäß kann auf der Empfangsseite die gemeinsame Verarbeitung der verzögerten und unverzögerten Folgen von reflex- modulierten Leuchtdichtesignalen durchgeführt werden, indem eines von ihnen mit einem harmonischen Signal der Form U&sub1;(t) = 2 cos ωxyt multipliziert wird und das andere von ihnen mit einem harmonischen Signal der form U&sub2;(t) = 2 cos [wxyt+π/2 (2d+1)] multipliziert wird, wobei ωxy = 2πfxy gilt, wobei fxy die Trägerfrequenz ist und die Bedingung erfüllt ist, nämlich daß fxy-fy höher ist als die obere Grenzfrequenz im reflex-modulierten Leuchtdichtesignalspektrum. Die algebraische Summierung der Produkte dieser Multiplikationen ergibt ein quadraturmoduliertes Signal mit vollen Seitenbändern und einer hohen Trägerfrequenz. Durch Demodulieren dieses Signals werden die Leuchtdichtesignale erzeugt, die in den Speicherzeilen (2S-1) und 2S gespeichert sind.According to the invention, the joint processing of the delayed and undelayed sequences of reflection-modulated luminance signals can be carried out on the receiving side by multiplying one of them by a harmonic signal of the form U₁(t) = 2 cos ωxyt and the other of them by a harmonic signal of the form U₂(t) = 2 cos [wxyt+π/2 (2d+1)], where ωxy = 2πfxy, where fxy is the carrier frequency and the condition is met, namely that fxy-fy is higher than the upper limit frequency in the reflection-modulated luminance signal spectrum. The algebraic summation of the products of these multiplications results in a quadrature-modulated signal with full sidebands and a high carrier frequency. By demodulating this signal, the luminance signals stored in the memory lines (2S-1) and 2S are generated.
Die verzögerten und unverzögerten Folgen von reflex-modulierten Leuchtdichtesignalen können auch gemeinsam verarbeitet werden, und die Leuchtdichtesignale, die in den Speicherzeilen (2S-1) und 2S gespeichert sind, können auf der Empfangsseite direkt mit der Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz demoduliert werden. Zu diesem Zweck muß eine Folge mit einem harmonischen Signal der form U&sub1;(t) = 2 cos ω t multipliziert werden und die andere Folge mit einem harmonischen Signal der Form U&sub2;(t) = 2 cos [ωyt + π (2d+1)2] multipliziert werden. Durch algebraische Summierung der Produkte wird das Leuchtdichtesignal, das in der Speicherzeile (2S-1) gespeichert ist, direkt demoduliert. Durch Multiplizieren einer Folge mit einem harmonischen Signal der Form U&sub3;(t) = 2 sin ωyt und der anderen Folge mit einem harmonischen Signal der Form U&sub4;(t) = 2 sin [ωyt+ π (2d+1)/2] und durch algebraische Summierung der Produkte wird das Leuchtdichtesignal, das in der Speicherzeile 2S gespeichert ist, direkt demoduliert.The delayed and undelayed sequences of reflex-modulated luminance signals can also be processed together, and the Luminance signals stored in memory rows (2S-1) and 2S can be directly demodulated at the receiving side at the luminance subcarrier frequency. For this purpose, one sequence must be multiplied by a harmonic signal of the form U₁(t) = 2 cos ωt and the other sequence must be multiplied by a harmonic signal of the form U₂(t) = 2 cos [ωyt + π (2d+1)2]. By algebraic summation of the products, the luminance signal stored in memory row (2S-1) is directly demodulated. By multiplying one sequence by a harmonic signal of the form U₃(t) = 2 sin ωyt and the other sequence by a harmonic signal of the form U₄(t) = 2 sin [ωyt+ π (2d+1)/2] and by algebraic summation of the products, the luminance signal stored in the memory line 2S is directly demodulated.
Es ist ratsam, daß in dem erfindungsgemäßen Fernsehsystem, wo zwei Farbbilder in einer angeglichenen Bandbreite übertragen werden, das vollständige Farbfernsehsignal auf der Empfangsseite so übertragen wird, daß die Verarbeitungskanäle jedes Bildes die Demodulation von Farbartsignalen aus den Signalen, die an deren Eingängen ankommen, ermöglichen und diese Farbartsignale wiederholen, indem sie sie um ein Zeitintervall T&sub1; = (z+1) τH/2 verzögern. Die unverzögerte folge wird im horizontalen Austastintervall des wiedergewonnenen Leuchtdichtesignals der Abtastzeile (2S-1) des gegebenen Bildes positioniert, und die verzögerte Farbartsignalfolge wird im horizontalen Austastintervall des wiedergewonnenen Leuchtdichtesignals der Abtastzeile (2S-1 + (z+1)/2) des gleichen Bildes positioniert, wodurch also das vollständige Farbfernsehsignal des entsprechenden Bildes wiederhergestellt wird.It is advisable that in the television system according to the invention, where two color pictures are transmitted in an equal bandwidth, the complete color television signal is transmitted on the receiving side in such a way that the processing channels of each picture enable the demodulation of chrominance signals from the signals arriving at their inputs and repeat these chrominance signals by delaying them by a time interval T₁ = (z+1) τH/2. The undelayed sequence is positioned in the horizontal blanking interval of the recovered luminance signal of the scanning line (2S-1) of the given picture, and the delayed chrominance signal sequence is positioned in the horizontal blanking interval of the recovered luminance signal of the scanning line (2S-1 + (z+1)/2) of the same picture, thus restoring the complete color television signal of the corresponding picture.
Es ist ratsam, wenn bei einem Fernsehsystem mit gleichzeitiger Übertragung von Farbdifferenzsignalen während der Abtastintervalle im vollständigen Farbfernsehsignal zwei Abtastzeilen verwendet werden, um zeitlich gedehnte reflex-modulierte Signale zu übertragen, die Informationen über die Leuchtdichte und die Farbart von zwei räumlich benachbarten Bildabtastzeilen enthalten. Dies kann erreicht werden durch eine zweifache Verlängerung der Übertragungszeit der Leuchtdichte- und Farbartsignale jeder Bildzeile und durch Verwendung von Paaren von zeitlich gedehnten Signalen zweier gleichzeitig zu übertragender, räumlich benachbarter Abtastzeilen, um ein vollständiges Farbfernsehsignal mit einer Zeilenfrequenz von fH/2 und einer Dauer jedes dieser Zeilen von 2 τH zu erzeugen. Ein solches vollständiges Farbfernsehsignal ermöglicht Echtzeitübertragung von Fernsehbildern, deren ursprüngliche Anzahl von Abtastzeilen z&sub1; = fH/fp beträgt und deren ursprüngliche Anzahl von Vollbildern pro Sekunde N = 1/fp beträgt, und zwar in einer Bandbreite, die der Hälfte der Nennbandbreite entspricht, die zur Übertragung solcher Fernsehbilder bei Verwendung bekannter Techniken notwendig ist. Zu diesem Zweck müssen auf der Sendeseite die Leuchtdichte- und Farbartsignale zweier Halbbilder eines Vollbildes in Speicherzeilen sequentiell gespeichert werden, wobei die Speicherzeile (2S-1) die Leuchtdichte- und Farbartinformation über die Bildzeile (2S-1) des ersten Halbbildes speichert und die Speicherzeile 2S die Information über die Bildzeile (2S+1 +(z+1)/2) des zweiten Halbbildes speichert. Das gleichzeitige Lesen der Inhalte von Speicherzeilen (2S-1) und 2S und das algebraische Summieren dieser Signale führt zur Zusammensetzung eines diesen beiden Speicherzeilen gemeinsamen Farbartsignals mit einer Farbarthilfsträgerfrequenz fo. Die Phasenverschiebung zwischen dem unmodulierten Hilfsträger, der aus den Signalen, die in Speicherzeilen (2S-1) und 2S gespeichert sind, erzeugt wird, und demjenigen, der aus Signalen, die in Speicherzeilen (2S+1) und (2S+2) gespeichert sind, ergibt sich annähernd aus Δφo = π(2n-1)/2. Quadraturmodulierte Leuchtdichtesignale werden durch Reflex-Quadraturmodulation der Leuchtdichtehilfsträger mit Leuchtdichtesignalen erzeugt, die gleichzeitig aus den Speicherzeilen (2S-1) und 2S gelesen werden. Die Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz beträgt fy = (2d-1)fH/4, wobei eine Phasenverschiebung zwischen unmodulierten Leuchtdichtehilfsträgern identisch numerierter Zeilen benachbarter Vollbilder entsteht, die sich ergibt aus φyp = π (2d-1)/2. Eine zweifache zeitliche Dehnung der erzeugten Farbart- und reflex-modulierten Leuchtdichtesignale führt zu einer entsprechenden zweifach engeren Breite ihres Frequenzspektrums und verringert die Frequenzen des Farbart- und Leuchtdichteträgers auf fo/2 bzw. fy/2. Diese zeitlich gedehnten reflex-modulierten Leuchtdichtesignale und Farbartsignale werden jeweils während der aktiven Zeilen und der Austastintervalle des vollständigen Farbfernsehsignals übertragen. Da die Dauer jeder übertragenen Zeile zwei τH beträgt, ergibt sich die Anzahl der Zeilen, die pro Vollbild übertragen werden, aus: It is advisable, in a television system with simultaneous transmission of colour difference signals, to use two scanning lines during the scanning intervals in the complete colour television signal to transmit time-stretched reflex-modulated signals containing information on the luminance and chrominance of two spatially adjacent picture scanning lines. This can be achieved by extending the transmission time of the luminance and chrominance signals of each picture line by two times and by using pairs of time-stretched signals of two spatially adjacent scanning lines to be transmitted simultaneously to produce a complete colour television signal with a line frequency of fH/2 and a duration of each of these lines of 2 τH. Such a complete colour television signal enables real-time transmission of television pictures whose original number of scanning lines z₁ = fH/fp and whose original number of frames per second is N = 1/fp, in a bandwidth which corresponds to half the nominal bandwidth necessary for transmitting such television pictures using known techniques. For this purpose, on the transmitting side, the luminance and chrominance signals of two fields of a frame must be stored sequentially in memory lines, the memory line (2S-1) storing the luminance and chrominance information about the picture line (2S-1) of the first field and the memory line 2S storing the information about the picture line (2S+1 +(z+1)/2) of the second field. The simultaneous reading of the contents of memory lines (2S-1) and 2S and the algebraic summation of these signals results in the composition of a chrominance signal common to these two memory lines with a chrominance subcarrier frequency fo. The phase shift between the unmodulated subcarrier generated from the signals stored in memory lines (2S-1) and 2S and that generated from signals stored in memory lines (2S+1) and (2S+2) is approximately given by Δφo = π(2n-1)/2. Quadrature modulated luminance signals are generated by reflex quadrature modulation of the luminance subcarriers with luminance signals read simultaneously from memory lines (2S-1) and 2S. The luminance subcarrier frequency is fy = (2d-1)fH/4, giving a phase shift between unmodulated luminance subcarriers of identically numbered lines of adjacent frames given by φyp = π(2d-1)/2. A two-fold temporal stretching of the generated chrominance and reflex-modulated luminance signals results in a corresponding two-fold narrower width of their frequency spectrum and reduces the frequencies of the chrominance and luminance carriers to fo/2 and fy/2 respectively. These temporally stretched reflex-modulated luminance signals and chrominance signals are transmitted during the active lines and the blanking intervals of the complete color television signal, respectively. Since the duration of each transmitted line is two τH, the number of lines transmitted per frame is given by:
Auf der Empfangsseite muß die Zeitdauer im empfangenen vollständigen Farbfernsehsignal halbiert werden, um die Zeitdauern der Farbartsignale während der Austastintervalle und der reflex-modulierten Leuchtdichtesignale während der aktiven Zeilen wiederherzustellen und somit die ursprüngliche Bandbreite der Spektren dieser Signale und ihrer Trägerfrequenzen fo bzw. fy wiederherzustellen. Die vollständigen Farbfernsehsignale mit Zeilendauern, die auf τH komprimiert sind, sollten um eine Vollbildperiode verzögert werden, die verzögerten und unverzögerten Signale von identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder sollten verwendet werden, um Folgen von Farbartsignalen und Folgen von reflexmodulierten Leuchtdichtesignalen zu demodulieren, und diese Folgen sollten algebraisch summiert werden. Die summierten Folgen von Farbartsignalen werden zusätzlich um 2 τH verzögert, und die Phasenverschiebung zwischen den harmonischen Signalen, mit denen diese Folgen multipliziert werden sollen, wird etwa gleich π + Δφo = π (2n+1)/2 gesetzt; die resultierenden Farbdifferenzsignale werden dann verwendet, um die Farbartinformation, die in den Speicherzeilen (2S-1) und 2S enthalten ist, wiederherzustellen.At the receiving end, the time duration in the received complete color television signal must be halved in order to restore the time durations of the chrominance signals during the blanking intervals and of the reflex-modulated luminance signals during the active lines, and thus to restore the original bandwidth of the spectra of these signals and their carrier frequencies fo and fy, respectively. The complete color television signals with line durations compressed to τH should be delayed by one frame period, the delayed and undelayed signals from identically numbered lines of adjacent frames should be used to demodulate sequences of chrominance signals and sequences of reflex-modulated luminance signals, and these sequences should be summed algebraically. The summed sequences of chrominance signals are additionally delayed by 2 τH, and the phase shift between the harmonic signals by which these sequences are to be multiplied will be approximately equal to π. + Δφo = π (2n+1)/2; the resulting color difference signals are then used to recover the chrominance information contained in the memory lines (2S-1) and 2S.
Folgen von reflex-modulierten Leuchtdichtesignalen aus identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder, die unverzögert oder durch eine Vollbildperiode verzögert sind, werden gemeinsam verarbeitet, indem sie mit harmonischen Signalen in geeigneten Phasenlagen multipliziert werden, die Produkte dann algebraisch summiert und verwendet werden, um die Leuchtdichtesignale zu demodulieren, die in Speicherzeilen (2S-1) und 2S gespeichert sind. Die demodulierten Signale, die Informationen über die Leuchtdichte und die Farbart von in Speicherzeilen 2S gespeicherten Zeilen enthalten, werden um ein Intervall T&sub1; = (z+1) τH/2 verzögert, um die Zeilen (2S-1) und (2S-1 + (z+1)/2) der Zeilensprungabtastung des ursprünglichen Bildes wiederherzustellen.Sequences of reflex-modulated luminance signals from identically numbered lines of adjacent frames, instantaneous or delayed by one frame period, are processed together by multiplying them by harmonic signals in appropriate phase positions, the products are then summed algebraically and used to demodulate the luminance signals stored in memory lines (2S-1) and 2S. The demodulated signals, which contain information about the luminance and chrominance of lines stored in memory lines 2S, are delayed by an interval T₁ = (z+1) τH/2 to restore the lines (2S-1) and (2S-1 + (z+1)/2) of the interlaced scan of the original image.
Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, wenn auf der Empfangsseite die gemeinsame Verarbeitung der verzögerten und unverzögerten Folgen von reflex-modulierten Leuchtdichtesignalen durchgeführt wird, indem eine Folge mit einem harmonischen Signal der Form U&sub1;(t) = 2 cos ωxyt multipliziert wird und die andere Folge mit einem harmonischen Signal der Form U&sub2;(t) = 2 cos [ωxyt + π/2 (2d+1)] multipliziert wird, wobei ωxy = 2πfxy gilt und fxy die Trägerfrequenz ist, die die Bedingung erfüllt, nämlich daß fxy-fx höher ist als die obere Grenzfrequenz im reflex-modulierten Leuchtdichtesignalspektrum vor dessen zeitlicher Dehnung. Die Produkte dieser Multiplikationen werden algebraisch summiert, um ein Signal mit einem vollen Seitenband und einer hohen Trägerfrequenz zu erzeugen, wobei dieses letztere Signal demoduliert wird, um die Farbartsignale, die in Speicherzeilen (2S-1) und 2S gespeichert sind, zu erzeugen.According to the invention, it is expedient if the joint processing of the delayed and undelayed sequences of reflex-modulated luminance signals is carried out on the receiving side by multiplying one sequence by a harmonic signal of the form U₁(t) = 2 cos ωxyt and the other sequence by a harmonic signal of the form U₂(t) = 2 cos [ωxyt + π/2 (2d+1)], where ωxy = 2πfxy and fxy is the carrier frequency which satisfies the condition that fxy-fx is higher is the upper cutoff frequency in the reflex-modulated luminance signal spectrum before its time stretching. The products of these multiplications are summed algebraically to produce a signal with a full sideband and a high carrier frequency, this latter signal being demodulated to produce the chrominance signals stored in memory rows (2S-1) and 2S.
Es ist auch möglich, daß die gemeinsame Verarbeitung der verzögerten und unverzögerten Folgen von reflex-modulierten Leuchtdichtesignalen auf der Empfangsseite und die Demodulation von Leuchtdichtesignalen, die in Speicherzeilen (2S-1) und 2S gespeichert sind, direkt mit der Farbarthilfsträgerfrequenz fy = ωy/2π durchgeführt wird. Dies wird erreicht, indem eine Folge mit einem harmonischen Signal der Form U&sub1;(t) = 2 cos ωyt multipliziert wird und die andere folge mit einem harmonischen Signal der Form U&sub2;(t) = 2 cos [ωyt + π/2 (2d+1)] multipliziert wird. Die algebraische Summierung der so gewonnenen Produkte stellt die direkte Demodulation des Leuchtdichtesignals dar, das in Speicherzeile (2S-1) gespeichert ist. Das Multiplizieren einer folge mit einem harmonischen Signal der form U&sub3;(t) = 2 sin ωyt und der anderen folge mit einem harmonischen Signal der form U&sub4;(t) = 2 sin [ωyt + 1/2 (2d+1)] und das algebraische Summieren der Produkte ergibt direkt das Leuchtdichtesignal, das in der Speicherzeile 2S gespeichert ist.It is also possible that the joint processing of the delayed and undelayed sequences of reflex-modulated luminance signals on the receiving side and the demodulation of luminance signals stored in memory lines (2S-1) and 2S is carried out directly with the chrominance subcarrier frequency fy = ωy/2π. This is achieved by multiplying one sequence by a harmonic signal of the form U₁(t) = 2 cos ωyt and the other sequence by a harmonic signal of the form U₂(t) = 2 cos [ωyt + π/2 (2d+1)]. The algebraic summation of the products thus obtained represents the direct demodulation of the luminance signal stored in memory line (2S-1). Multiplying one sequence by a harmonic signal of the form U₃(t) = 2 sin ωyt and the other sequence by a harmonic signal of the form U₄(t) = 2 sin [ωyt + 1/2 (2d+1)] and summing the products algebraically gives directly the luminance signal stored in the memory row 2S.
Es ist ratsam, wenn auf der Empfangsseite die Anzahl der Abtastzeilen, die die optische Wahrnehmung der festgelegten vertikalen Auflösung ermöglicht, gleich z&sub3; gesetzt wird und somit die Anzahl z&sub1; der Leuchtdichte- und Farbdifferenzabtastzeilen auf der Sendeseite überschreitet. Zu diesem Zweck kann die Anzahl der reproduzierten Zeilen z&sub3; ermittelt werden, indem die Anzahl der Zeilen z&sub1; interpoliert wird, wobei die Interpolation jeder reproduzierten Zeile die Verwendung von Signalen aus l Abtastzeilen auf der Sendeseite erfordert, wobei die Hälfte dieser l Zeilen relativ zur reproduzierten Zeile voreilen und die andere Hälfte nacheilende Zeilen sind. Die Anzahl der Abtastzeilen z&sub1; auf der Sendeseite sollte entsprechend dem Verfahren gewählt werden, mit dem die Anzahl z&sub3; der reproduzierten Zeilen daraus interpoliert werden.It is advisable that on the receiving side the number of scanning lines enabling the optical perception of the specified vertical resolution is set equal to z₃, thus exceeding the number z₁ of luminance and color difference scanning lines on the transmitting side. For this purpose the number of reproduced lines z₃ can be determined by interpolating the number of lines z₁, the interpolation of each reproduced line requiring the use of signals from l scanning lines on the transmitting side, half of these l lines being leading relative to the reproduced line and the other half being lagging lines. The number of scanning lines z₁ on the transmitting side should be chosen according to the method by which the number z₁ of reproduced lines is interpolated therefrom.
Es ist ratsam, wenn auf der Sendeseite die Leuchtdichte- und Farbdifferenzsignale, die als Modulationssignale E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) verwendet werden, um den Leuchtdichte- bzw. den Farbartträger zu modulieren, um die reflex-modulierten Leuchtdichtesignale und die Farbartsignale nach einer vorläufigen Korrektur zu erzeugen. Das Modulationsvideosignal vor der Korrektur muß um die Dauer 2 τp von zwei Vollbildern verzögert werden, und ein Differenzsignal, das der Differenz zwischen den Werten dieses Videosignals vor dessen Korrektur zu den Zeitpunkten t und t-2 τp entspricht, muß erzeugt werden. Dieses Differenzsignal kann einer zusätzlichen Verarbeitung unterzogen werden, z.B. einer Rauschunterdrückung mittels Frequenzfilterung. Dieses Differenzsignal wird algebraisch summiert mit dem Videosignal vor der Korrektur, wobei das letztere um die Dauer τp eines Vollbildes verzögert wird. Das resultierende Videosignal wird danach verwendet, um den entsprechenden Träger zu modulieren, um reflex-modulierte Signale E&sub3;(t) zu erzeugen, die Komponenten des vollständigen Farbfernsehsignals darstellen.It is advisable that at the transmitting end the luminance and color difference signals, which are known as modulation signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) be used to modulate the luminance and chrominance carriers respectively to produce the reflex-modulated luminance signals and the chrominance signals after preliminary correction. The modulation video signal before correction must be delayed by a duration 2τp of two frames and a difference signal corresponding to the difference between the values of this video signal before its correction at times t and t-2τp must be produced. This difference signal may be subjected to additional processing, e.g. noise reduction by frequency filtering. This difference signal is algebraically summed with the video signal before correction, the latter being delayed by a duration τp of one frame. The resulting video signal is then used to modulate the corresponding carrier to produce reflex-modulated signals E₃(t) representing components of the complete color television signal.
Es ist auch ratsam, wenn auf der Sendeseite Farbartsignale und reflex-modulierte Leuchtdichtesignale erzeugt werden, und zwar durch speziell vorverarbeitete Farbdifferenzsignale und Leuchtdichtesignale, die verwendet werden, um den Farbartträger bzw. den Leuchtdichteträger zu modulieren. Diese Verarbeitung sollte das Speichern von Signalen jeder Abtastzeile mit einer Abtastfrequenz fs1 und das Lesen dieser Signale mit einer Abtastfrequenz fs2(t) umfassen, die entlang der Zeile sich unter folgender Bedingung ändert: It is also advisable if chrominance signals and reflex-modulated luminance signals are generated at the transmitting side by specially preprocessed color difference signals and luminance signals used to modulate the chrominance carrier and the luminance carrier respectively. This processing should include storing signals of each scanning line at a sampling frequency fs1 and reading these signals at a sampling frequency fs2(t) which varies along the line under the following condition:
wobei gilt: t ändert sich im Bereich von Null bis τH, τH ist die Abtastzeilendauer, ΔτH die horizontale Austastintervalldauer, w&sub1; eine positive Zahl > 2, π/w&sub1; der Modul φ&sub1;(t) bei t = ΔτH/2. Diese vorverarbeiteten Videosignale können nach entsprechender Korrektur verwendet werden, um die Farbart- bzw. Leuchtdichtehilfsträger zu modulieren, um die Farbartsignale und die reflex-modulierten Leuchtdichtesignale des vollständigen Farbfernsehsignals zu erzeugen. Auf der Sendeseite müssen die demodulierten Leuchtdichte- und Farbdifferenzsignale zeilenmäßig mit einer Abtastfrequenz fs3 gespeichert werden und mit einer entlang der Zeile sich ändernden Abtastfrequenz gelesen werden. where: t varies in the range from zero to τH, τH is the scanning line duration, ΔτH the horizontal blanking interval duration, w₁ a positive number > 2, π/w₁ the modulus φ₁(t) at t = ΔτH/2. These preprocessed video signals can be used, after appropriate correction, to modulate the chrominance or luminance subcarriers in order to generate the chrominance signals and the reflex-modulated luminance signals of the complete color television signal. On the transmitting side, the demodulated luminance and color difference signals must be stored line by line at a sampling frequency fs3 and read at a sampling frequency that varies along the line.
Es ist ferner ratsam, wenn die Modulationsvideosignalverarbeitung auf der Sendeseite mit einer Abtastfrequenz zum Speichern durchgeführt wird, die sich während einer Halbbildperiode t(v) entsprechend der folgenden Formel ändert: It is also advisable if the modulation video signal processing on the transmitting side is performed with a sampling frequency for storage that changes during a field period t(v) according to the following formula:
t ändert sich in den Grenzen von Null bis τv, Δτv die Halbbildaustastintervalldauer, w&sub2; eine positive Zahl größer als 2, π/w&sub2; der Modul φ&sub2;(t), bei t = Δτv/2, fs1(t) = fs1 bei t varies in the limits from zero to τv, Δτv is the field blanking interval duration, w₂ is a positive number greater than 2, π/w₂ is the modulus φ₂(t), at t = Δτv/2, fs1(t) = fs1 at
gilt.applies.
Auf der Empfangsseite muß dementsprechend die Verarbeitung der Leuchtdichte- und Farbartsignale mit einer Abtastfrequenz zum Speichern fs3(t) durchgeführt werden, die sich entsprechend der folgenden formel ändert: Accordingly, on the receiving side, the processing of the luminance and chrominance signals must be carried out with a sampling frequency for storage fs3(t), which changes according to the following formula:
wobei gilt: fs3(t) = fs3 bei where: fs3(t) = fs3 at
Es ist von großem Nutzen, wenn in dem erfindungsgemäßen Fernsehsystem bei der Verarbeitung der Informationssignale auf der Sendeseite die Abtastfrequenz zum Speichern fs1 während eines Zeitintervalls verändert wird, das gleich der Halbbilddauer tv ist, und zwar nach folgender Formel: It is of great benefit if, in the television system according to the invention, when processing the information signals on the transmitting side, the sampling frequency for storage fs1 is varied during a time interval which is equal to the field duration tv, according to the following formula:
wobei τv + Δτv - 2t der absolute Wert von (τv + Δτv - 2t) ist, c&sub1; ein positiver, von Null abweichender Koeffizient, der gleich dem Verhältnis zwischen dem Wert fs1(t) bei t = Δτv/2 und dessen Wert bei t = (τv + Δτv)/2 ist, fs1 der Wert fs1(t) bei t = τv/4 + Δτv/2 ist, und wenn das Lesen bei einer Abtastfrequenz fs2(t) durchgeführt wird, die entlang der Abtastzeile sich entsprechend der folgenden Formel ändert: where τv + Δτv - 2t is the absolute value of (τv + Δτv - 2t), c₁ is a positive non-zero coefficient equal to the ratio between the value fs1(t) at t = Δτv/2 and its value at t = (τv + Δτv)/2, fs1 is the value fs1(t) at t = τv/4 + Δτv/2, and when reading is performed at a sampling frequency fs2(t) which varies along the scanning line according to the following formula:
wobei τH + ΔτH - 2t der absolute Wert von (τH + ΔτH - 2t) ist, t zwischen Null und τH schwankt, c&sub2; ein positiver, von Null verschiedener Koeffizient ist, der gleich dem Verhältnis zwischen dem Wert fs2(t) bei t = ΔτH/2 und dessen Wert bei t = (τH + ΔτH)/2 ist, und außerdem wenn auf der Empfangsseite das Speichern durchgeführt werden kann mit einer Abtastfrequenz fs3(t), die sich während eines Intervalls der Halbbilddauer τv entsprechend der folgenden Formel ändert: where τH + ΔτH - 2t is the absolute value of (τH + ΔτH - 2t), t varies between zero and τH, c₂ is a positive non-zero coefficient equal to the ratio between the value fs2(t) at t = ΔτH/2 and its value at t = (τH + ΔτH)/2, and furthermore if at the receiving side the storage can be carried out with a sampling frequency fs3(t) which varies during an interval of the field duration τv according to the following formula:
wobei fs3 der Wert von fs3(t) bei t = (τv + 2Δτv)/4 ist, wobei das Lesen mit einer Abtastfrequenz fs4(t) durchgeführt wird, die sich während eines Zeilendauerintervalls τH entsprechend der folgenden formel ändert: where fs3 is the value of fs3(t) at t = (τv + 2Δτv)/4, the reading being performed at a sampling frequency fs4(t) which changes during a line duration interval τH according to the following formula:
wobei t sich in den Grenzen von Null bis τH ändert.where t varies between zero and τH.
Fig. 1 zeigt das Funktionsschaltbild zur Erzeugung von reflexmodulierten Signalen;Fig. 1 shows the functional diagram for generating reflex-modulated signals;
Fig. 2 zeigt die angenäherte Struktur einer Zeile des vollständigen Farbfernsehsignals EM(t) mit mittels Zeitmultiplexverfahren übertragenen Leuchtdichte- und Farbartsignalen gemäß der Erfindung;Fig. 2 shows the approximate structure of a line of the complete color television signal EM(t) with luminance and chrominance signals transmitted by time division multiplexing according to the invention;
Fig. 3 zeigt das Funktionsschaltbild des Decoders von vollständigen Farbfernsehsignalen im erfindungsgemäßen Fernsehsystem;Fig. 3 shows the functional diagram of the decoder of full color television signals in the television system according to the invention;
Fig. 4 zeigt das Funktionsschaltbild des Reflex- Modulationssignalprozessors mit Signalumsetzung auf eine höhere Trägerfrequenz und Modulationssignaldemodulation;Fig. 4 shows the functional diagram of the reflex modulation signal processor with signal conversion to a higher carrier frequency and modulation signal demodulation;
Fig. 5 zeigt das Funktionsschaltbild des Reflex-Modulationsprozessors und Modulationssignaldemodulation direkt in der Hilfsträgerfrequenz f;Fig. 5 shows the functional diagram of the reflex modulation processor and modulation signal demodulation directly in the subcarrier frequency f;
Fig. 6 zeigt das Funktionsschaltbild der Reflex- Modulationsverarbeitung und der Demodulation von Modulationssignalen direkt in der Hilfsträgerfrequenz f mit Herauslösung von Modulationssignalen durch zusätzliche Addierer;Fig. 6 shows the functional diagram of the reflex modulation processing and the demodulation of modulation signals directly in the subcarrier frequency f with extraction of modulation signals by additional adders;
Fig. 7 zeigt das Funktionsschaltbild des Codierers zur Erzeugung des vollständigen Farbfernsehsignals im erfindungsgemäßen Fernsehsystem;Fig. 7 shows the functional diagram of the encoder for generating the complete color television signal in the television system according to the invention;
Fig. 8 zeigt die angenäherte Struktur einer Zeile des vollständigen Farbfernsehsignals im erfindungsgemäßen Fernsehsystem mit gleichzeitiger Übertragung von Farbdifferenzsignalen während des Austastintervalls;Fig. 8 shows the approximate structure of a line of the complete color television signal in the television system according to the invention with simultaneous transmission of color difference signals during the blanking interval;
Fig. 9 zeigt das Funktionsschaltbild der Farbartsignalverarbeitung im erfindungsgemäßen Fernsehsystem;Fig. 9 shows the functional diagram of the chrominance signal processing in the television system according to the invention;
Fig. 10 zeigt das Funktionsschaltbild des Codierers, der das vollständige Farbfernsehsignal erzeugt, wobei reflex-modulierte Signale, die Informationen über die Leuchtdichte und die Farbart von zwei räumlich benachbarten Zeilen enthalten, während der Dauer einer einzelnen Abtastzeile übertragen werden;Fig. 10 shows the functional diagram of the encoder which generates the complete color television signal, wherein reflex-modulated signals containing information about the luminance and chrominance of two spatially adjacent lines are transmitted during the duration of a single scanning line;
Fig. 11 zeigt das Funktionsschaltbild des Codierers, der das vollständige Farbfernsehsignal erzeugt, das die Signale der Abtastzeilen des ersten und des zweiten Bildes enthält;Fig. 11 shows the functional diagram of the encoder which generates the complete color television signal containing the signals of the scanning lines of the first and second picture;
Fig. 12 zeigt die angenäherte Struktur von zwei Abtastzeilen des vollständigen Fernsehsignals, das Informationen über zwei Farbbilder enthält;Fig. 12 shows the approximate structure of two scanning lines of the complete television signal containing information about two color pictures;
Fig. 13 zeigt das Funktionsschaltbild des Prozessors von vollständigen Farbfernsehsignalen, die Informationen über zwei Farbbilder transportieren;Fig. 13 shows the functional diagram of the processor of complete color television signals that transport information over two color pictures;
Fig. 14 zeigt das Funktionsschaltbild der Verarbeitung von reflexmodulierten Leuchtdichtesignalen und Farbartsignalen, die aus dem vollständigen Farbfernsehsignal demoduliert werden, das Informationen über zwei Farbbilder transportiert;Fig. 14 shows the functional diagram of the processing of reflex-modulated luminance signals and chrominance signals demodulated from the complete color television signal carrying information about two color images;
Fig. 15 zeigt das Funktionsschaltbild zur Erzeugung von vollständigen Farbfernsehbildern des 1. und des 2. Programms in einer Zwischenempfangsstation aus dem vollständigen Farbfernsehsignal, das Informationen über zwei Farbbilder enthält;Fig. 15 shows the functional diagram for generating complete colour television pictures of the 1st and 2nd programme in a Intermediate receiving station from the complete colour television signal containing information about two colour pictures;
Fig. 16 zeigt das Funktionsschaltbild zur Erzeugung eines vollständigen Farbfernsehsignals im erfindungsgemäßen Fernsehsystem mit Bildübertragung in einer reduzierten Bandbreite;Fig. 16 shows the functional diagram for generating a complete color television signal in the television system according to the invention with image transmission in a reduced bandwidth;
Fig. 17 zeigt das Funktionsschaltbild zur Verarbeitung des vollständigen Farbfernsehsignals auf der Empfangsseite im erfindungsgemäßen Fernsehsystem, um Bilder in einer reduzierten Bandbreite zu übertragen;Fig. 17 shows the functional diagram for processing the complete color television signal on the receiving side in the television system according to the invention in order to transmit images in a reduced bandwidth;
Fig. 18 zeigt die angenäherte Struktur des vollständigen Farbfernsehsignals im Fernsehsystem mit Bildübertragung in einer reduzierten Bandbreite;Fig. 18 shows the approximate structure of the complete color television signal in the television system with image transmission in a reduced bandwidth;
Fig. 19 zeigt das Funktionsschaltbild zur auf der Empfangsseite stattfindenden Erzeugung von Leuchtdichtesignalen und Farbdifferenzsignalen, wobei eine Anzahl von Zeilen diejenige der Zerlegungszeilen überschreitet;Fig. 19 shows the functional diagram for the generation of luminance signals and color difference signals on the receiving side, with a number of lines exceeding that of the decomposition lines;
Fig. 20 zeigt das Funktionsschaltbild zum Vorkorrigieren von Leuchtdichte und Farbdifferenzsignalen;Fig. 20 shows the functional diagram for pre-correcting luminance and color difference signals;
Fig. 21 zeigt das Funktionsschaltbild zum speziellen Verarbeiten von Leuchtdichte- und Farbdifferenzsignalen auf der Sendeseite.Fig. 21 shows the functional diagram for the special processing of luminance and color difference signals on the transmitting side.
Das erfindungsgemäße Fernsehsystem mit Zeitmultiplexübertragung der Leuchtdichte- und Farbartsignale und mit einem vollständigen Farbfernsehsignal, das erzeugtwird unter Verwendung von reflex-modulierten Signalen der Art E&sub3;(t), die Informationen über einzelne Merkmale des Bildes enthalten, stellt sich folgendermaßen dar. Leuchtdichtesignale Ey(t) werden in der gesamten aktiven Zeile positioniert, wogegen zeitlich komprimierte Farbartsignale ER-Y(t) und EB-Y(t), die Farbartinformationen enthalten, während der horizontalen Austastintervalle übertragen werden. Auf der Sendeseite werden Videosignale E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) verwendet, um den Hilfsträger in den Phasen "0" und "±π/2" einer Quadraturmodulation zu unterziehen, wodurch ein reflex-moduliertes Signal der Art E&sub3;(t) entsteht. Die Hilfsträgerfrequenzen f = ω/2π werden so gewählt, daß die erforderlichen Phasenverschiebungender Träger des reflex-modulierten Signals der Art E&sub3;(t) in benachbarten Zeilen eines Vollbildes bzw. in identisch numerierten Zeilen eines benachbarten Vollbildes sichergestellt ist. Die Wahl dieser Phasen φH und φp, wird nachstehend ausführlich behandelt.The television system according to the invention with time-division multiplex transmission of the luminance and chrominance signals and with a complete color television signal generated using reflex-modulated signals of the type E₃(t) containing information about individual features of the picture is as follows. Luminance signals Ey(t) are positioned throughout the active line, whereas time-compressed chrominance signals ER-Y(t) and EB-Y(t) containing chrominance information are transmitted during the horizontal blanking intervals. On the transmitting side, video signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) are used to quadrature modulate the subcarrier in the phases "0" and "±π/2", thereby generating a reflex-modulated signal of the type E₃(t). The subcarrier frequencies f = ω/2π are selected so that the required phase shifts of the carriers of the reflex-modulated signal of the type E₃(t) in adjacent lines of a frame or in identically numbered lines of an adjacent frame are ensured The choice of these phases φH and φp is discussed in detail below.
Reflex-modulierte Signale der Art E&sub3;(t) werden durch einen Generator 1 bereitgestellt, von dem eine Ausführungsform des Funktionsschaltbildes in Fig. 1 dargestellt ist.Reflex-modulated signals of the type E3(t) are provided by a generator 1, an embodiment of the functional diagram of which is shown in Fig. 1.
Hier trifft eines der Modulationssignale, E&sub1;&submin;&sub1;(t), am Eingang des Modulators 2&sub1; ein, dessen zweiter Eingang die Spannung der Hilfsträgerfrequenz 2 cos ωt aufnimmt. Das zweite Modulationsvideosignal, E&sub1;&submin;&sub2;(t), wird an den ersten Eingang des Modulators 2&sub2; angelegt, wobei dessen anderer Eingang eine Spannung 2 sin ωt aufnimmt, so daß ein Signal E&sub2;&submin;&sub2;(t) = 2E&sub1;&submin;&sub2;(t) sin ωt an dessen Ausgang erzeugt wird. Ebenso wird ein Signal E&sub2;&submin;&sub1;(t) = 2E&sub1;&submin;&sub1;(t) cos ωt am Ausgang des Modulators 2&sub1; erzeugt. Die Signale E&sub2;&submin;&sub1;(t) und E&sub2;&submin;&sub2;(t) werden an die Eingänge eines Addierers 3 weitergegeben, um ein reflex-quadraturmoduliertes Signal der Art E&sub3;(t) zu erzeugen (nachstehend als "reflex-modulierte Signale" bezeichnet). Reflex-modulierte Signale der Art E&sub3;(t) können sowohl in analoger als auch in digitaler form erzeugt werden; im letzteren Fall sind die Videosignale E&sub1;&submin;&sub1;(t), E&sub1;&submin;&sub2;(t), die Hilfsträgerspannungen 2 sin ωt, 2 cos ωt und die Signale E&sub2;&submin;&sub1;(t), E&sub2;&submin;&sub2;(t), und E&sub3;(t) digitale Datenströme, die Modulatoren 2&sub1; und 2&sub2; sind digitale Multiplizierer, und der Addierer 3 ist ein digitaler Addierer.Here, one of the modulation signals, E₁₋₁(t), arrives at the input of the modulator 2₁, the second input of which receives the voltage of the subcarrier frequency 2 cos ωt. The second modulation video signal, E₁₋₂(t), is applied to the first input of the modulator 2₂, the other input of which receives a voltage 2 sin ωt, so that a signal E₂₋₂(t) = 2E₁₋₂(t) sin ωt is produced at its output. Likewise, a signal E₂₋₁(t) = 2E₁₋₁(t) cos ωt is produced at the output of the modulator 2₁. The signals E₂₋₁(t) and E₂₋₂(t) are passed to the inputs of an adder 3 to generate a reflex quadrature modulated signal of the type E₃(t) (hereinafter referred to as "reflex modulated signals"). Reflex modulated signals of the type E₃(t) can be generated in both analog and digital form; in the latter case the video signals E₁₋₁(t), E₁₋₂(t), the subcarrier voltages 2 sin ωt, 2 cos ωt and the signals E₂₋₁(t), E₂₋₂(t), and E₃(t) are digital data streams which the modulators 2₁ and 2₂ are digital multipliers, and the adder 3 is a digital adder.
Die Erzeugung des reflex-modulierten Signals der Art E&sub3;(t) ist somit beendet.The generation of the reflex-modulated signal of type E3(t) is thus completed.
Bei Bedarf kann, wie nachstehend erläutert wird, das Zeitmaß des reflex-modulierten Signals der Art E&sub3;(t) auf der Sendeseite modifiziert werden, indem dieses Signal mit einer Abtastfrequenz f&sub1; in einen Speicher 4 eingegeben wird, wobei beim nachfolgenden Lesen mit einer Abtastfrequenz f&sub2; ein Signal der Art E*(t) mit einem modifizierten Zeitmaß erzeugt wird. Der Zeitmaßfaktor K lautet K = f&sub2;/f&sub1;.If necessary, as will be explained below, the timing of the reflex-modulated signal of the type E3(t) can be modified on the transmitting side by entering this signal into a memory 4 at a sampling frequency f1, whereby a signal of the type E*(t) with a modified timing is generated during subsequent reading at a sampling frequency f2. The timing factor K is K = f2/f1.
Die so erzeugten reflex-modulierten Signale der Art E&sub3;(t) werden während zugewiesener Intervalle des vollständigen Farbfernsehsignals der Art EM(t) übertragen. Die Unterbringung von Signalen, die Informationen über einzelne Merkmale des Bildes in einer Abtastzeile des vollständigen Farbfernsehsignals der Art EM(t) transportieren, ist in Fig. 2 schematisch dargestellt.The reflex-modulated signals of the type E₃(t) thus generated are transmitted during assigned intervals of the complete color television signal of the type EM(t). The placement of signals containing information about individual features of the picture in one scanning line of the complete colour television signal of the type EM(t) is shown schematically in Fig. 2.
Bei einer Gesamtzeilendauer von to-1 bis to-2 ist das Zeitintervall von to-1 bis t&sub1; für Synchronisationssignale und bei Bedarf für zusätzliche Datensignale bestimmt. Das Farbartsignal ist dem Zeitintervall von t&sub2; bis t&sub3; zugeordnet, das Leuchtdichtesignal dem Zeitintervall von t&sub4; bis t&sub5;. Die Intervalle von t&sub1; bis t&sub2;, von t&sub3; bis t&sub4; und von t&sub5; bis t&sub0;&submin;&sub2; sind Schutzbereiche.With a total line duration of t0-1 to t0-2, the time interval from t0-1 to t1 is intended for synchronization signals and, if required, for additional data signals. The chrominance signal is assigned to the time interval from t2 to t3, the luminance signal to the time interval from t4 to t5. The intervals from t1 to t2, from t3 to t4 and from t5 to t0-2 are protection areas.
Die Übertragung von zusätzlichen Daten ist nicht obligatorisch. Begleitender Ton kann ein solches zusätzliches Datensignal sein.The transmission of additional data is not mandatory. Accompanying sound can be such an additional data signal.
Auf der Empfangsseite führt ein Decoder, von dem eine Ausführungsform des Funktionsschaltbildes in Fig. 3 dargestellt ist, die Verarbeitung des vollständigen Farbfernsehsignals EM(t) durch.On the receiving side, a decoder, an embodiment of which is shown in the functional diagram in Fig. 3, processes the complete color television signal EM(t).
Ein Eingang eines Separators 5 empfängt das vollständige Farbfernsehsignal EM(t), wobei der andere Eingang mit einem Steuersignal U(t) angesteuert wird, und erzeugt an seinen Ausgängen: das Farbartsignal E&sub4;(t), das Leuchtdichteinformationen enthaltende Signal E&sub5;(t), das Synchronisationssignal E&sub6;(t) und das Zusatzdatensignal E&sub7;(t), wobei jedes seinem entsprechenden Verarbeitungskanal übergeben wird. Kanal 6 führt die Verarbeitung von Farbartsignalen E&sub4;(t) durch, um Farbdifferenzsignale ER-Y(t) und EB-Y(t) an seinem Ausgang zu erzeugen; Kanal 7 liefert die Leuchtdichteinformation, die das Signal E&sub5;(t) enthält, das verarbeitet wird, um ein Leuchtdichtesignal Ey(t) an seinem Ausgang zu erzeugen; die Synchronisationssignale Es werden am Ausgang des Kanals 8 erzeugt, und die zusätzlichen Datensignale werden am Ausgang des Kanals 9 erzeugt. In den Fällen, wo die Eingänge der Kanäle 6, 7 reflex-modulierte Farbartsignale E&sub4;(t) bzw. Leuchtdichteinformationen enthaltende Signale E&sub5;(t) der Art E*&sub3;(t) gemäß Fig. 1 empfangen, deren Zeitmaß auf der Sendeseite modifiziert wurde, sollten die Verarbeitungskanäle 6, 7 (Fig. 3) Speicher enthalten, um eine Zeitmaßskalierung durchzuführen, die in bezug auf diejenige, die im Speicher 4 auf der Sendeseite durchgeführt wird, umgekehrt ist. Die Differenzfarbsignale ER-Y(t) und EB-Y(t), die in Kanal 6 herausgelöst werden, und die Leuchtdichtesignale Ey(t), die in Kanal 7 erzeugt werden, und zwar mit gleichen Zeitmaßen, werden dann zeitlich angeglichen.One input of a separator 5 receives the complete color television signal EM(t), the other input being driven by a control signal U(t), and produces at its outputs: the chrominance signal E4(t), the signal E5(t) containing luminance information, the synchronization signal E6(t) and the additional data signal E7(t), each being supplied to its corresponding processing channel. Channel 6 carries out the processing of chrominance signals E4(t) to produce color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) at its output; channel 7 supplies the luminance information containing the signal E5(t), which is processed to produce a luminance signal Ey(t) at its output; the synchronization signals Es are generated at the output of channel 8 and the additional data signals are generated at the output of channel 9. In cases where the inputs of channels 6, 7 receive reflex-modulated chrominance signals E4(t) and luminance information-containing signals E5(t) of the type E*3(t) according to Fig. 1, respectively, whose time scale has been modified on the transmitting side, the processing channels 6, 7 (Fig. 3) should contain memories to carry out a time scale scaling which is inverse to that carried out in the memory 4 on the transmitting side. The difference color signals ER-Y(t) and EB-Y(t) extracted in channel 6 and the luminance signals Ey(t) generated in channel 7, with equal time scales, are then time-aligned.
Die Kanäle 6, 7, die reflex-modulierte Signale an ihren Eingängen empfangen, müssen mit Prozessoren für reflex-modulierte Signale E&sub3;(t) ausgerüstet sein, um Modulationsvideosignale E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) aus ihnen herauszulösen. Ausführungsformen des Reflex-Modulationssignal prozessors 10 sind in Fig. 4 und 5 dargestellt. Mitunter kann die Verarbeitung von reflex-modulierten Signalen E&sub3;(t) in Kanal 6 (Fig. 3) eine Modifikation des Funktionsmusters des Prozessors 10 gemäß Fig. 6 erfordern, was in dieser Beschreibung ausführlich behandelt wird.The channels 6, 7, which receive reflex-modulated signals at their inputs, must be equipped with processors for reflex-modulated signals E₃(t) in order to extract modulation video signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) from them. Embodiments of the reflex modulation signal processor 10 are shown in Figs. 4 and 5. Sometimes the processing of reflex-modulated signals E₃(t) in channel 6 (Fig. 3) may require a modification of the functional pattern of the processor 10 according to Fig. 6, which is discussed in detail in this description.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des Funktionsschaltbildes des Prozessors 10 für reflex-modulierte Signale E&sub3;(t) mit Signalumsetzung auf eine höhere Trägerfrequenz und Demodulation des Modulationsvideosignals E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t). Hierbei wird die unverzögerte Folge von reflexmodulierten Signalen E&sub3;(t) gleichzeitig an den Eingang einer Verzögerungseinheit 11 und an einen Eingang eines Multiplizierers 12&sub1; übergeben, und zwar E&sub3;(t) = E&sub1;&submin;&sub1;(t) cos ωt + E&sub1;&submin;&sub2; sin ωt, (1) wobei w = 2π f gilt und f die Hilfsträgerfrequenz ist. Der andere Eingang des Multiplizierers 12&sub1; empfängt eine harmonische Spannung U&sub1;(t) = 2 cos ωx t, wobei ωx = 2π fx gilt und fx eine harmonische Signalfrequenz ist und höher ist als die obere Grenzfrequenz flim im Spektrum des reflexmodulierten Signals E&sub3;(t). Die Ausgangsspannung des Multiplizierers 12&sub1; ergibt sich aus: Fig. 4 shows an embodiment of the functional diagram of the processor 10 for reflex-modulated signals E₃(t) with signal conversion to a higher carrier frequency and demodulation of the modulation video signal E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t). In this case, the undelayed sequence of reflex-modulated signals E₃(t) is passed simultaneously to the input of a delay unit 11 and to an input of a multiplier 12₁, namely E₃(t) = E₁₋₁(t) cos ωt + E₁₋₂ sin ωt, (1) where w = 2π f and f is the subcarrier frequency. The other input of the multiplier 12₁ receives a harmonic voltage U₁(t) = 2 cos ωxt, where ωx = 2π fx and fx is a harmonic signal frequency and is higher than the upper limit frequency flim in the spectrum of the reflex-modulated signal E₃(t). The output voltage of the multiplier 12₁ is given by:
Der Eingang eines Multiplizierers 12&sub2; empfängt eine Folge von verzögerten reflex-modulierten Signalen E&sub3;(t-T) aus dem Ausgang der Verzögerungseinheit 11. Die Zeitverzögerung, T, ist ein Mehrfaches der Abtastperiode, T = q τH, wobei τH die Zeilendauer und q eine natürliche Zahl ist. Es gilt The input of a multiplier 12₂ receives a sequence of delayed reflex-modulated signals E₃(tT) from the output of the delay unit 11. The time delay, T, is a multiple of the sampling period, T = q τH, where τH is the line duration and q is a natural number.
weil ω τH = φH die Phasenverschiebung des unmodulierten Hilfsträgers zwischen benachbarten Zeilen eines Vollbildes ist. Der andere Eingang des Multiplizierers 12&sub2; empfängt eine harmonische Spannung U&sub2;(t) = 2 cos (ωxt + π + qφH). Das Ausgangssignal des Multiplizierers 12&sub2; ergibt sich deshalb aus: because ω τH = φH is the phase shift of the unmodulated subcarrier between adjacent lines of a frame. The other input of the multiplier 12₂ receives a harmonic voltage U₂(t) = 2 cos (ωxt + π + qφH). The output of the multiplier 12₂ is therefore:
Die Ausgangsspannungen der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub2; werden an den Addierer 13 weitergegeben, um an dessen Ausgang folgendes zu erzeugen: The output voltages of the multipliers 12₁ and 12₂ are passed to the adder 13 to produce the following at its output:
was ein quadraturmoduliertes Signal mit vollen Seitenbändern und einer Trägerfrequenz fx-f = (ωx-ω)/2π ist, die höher ist als die Grenzfrequenz flim im Spektrum des Signals E&sub3;(t).which is a quadrature modulated signal with full sidebands and a carrier frequency fx-f = (ωx-ω)/2π that is higher than the cutoff frequency flim in the spectrum of the signal E₃(t).
Das Ausgangssignal des Addierers 13 wird an die Eingänge von Synchrondetektoren 14&sub1; und 14&sub2; angelegt, deren andere Eingänge harmonische Signale empfangen, nämlich The output signal of the adder 13 is applied to the inputs of synchronous detectors 14₁ and 14₂, the other inputs of which receive harmonic signals, namely
an deren Ausgängen Videosignale E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) erzeugt werden.at whose outputs video signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) are generated.
Die Ausgangsspannung des Addierers 13 ist auf einem Maximum bei cos (π/2 + qφH) = ±1, d.h bei qφH = π/2 (2x-1), wobei x eine ganze Zahl ist.The output voltage of the adder 13 is at a maximum at cos (π/2 + qφH) = ±1, i.e. at qφH = π/2 (2x-1), where x is an integer .
Bei q φH = πx ist das Ausgangssignal des Addierers 13 Null. Die Änderung des Wertes q φH von Null (oder π) auf π/2 (oder auf π + π/2) führt zu einem Maximalwert des Ausgangssignals des Addierers 13 von Null auf Maximum, und deshalb wird durch qφH = π/2 (2x-1) eine maximale Störfestigkeit der Verarbeitung des reflex-modulierten Signals E&sub3;(t) im Prozessor 10 erreicht. Folglich werden bei jedem Wert q φH keine Kreuzmodulationsverzerrungen zwischen den Signalen E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) erzeugt, vorausgesetzt, daß die Phasen der harmonischen Signale Ux1(t) und Ux2(t) richtig gewählt sind. Dadurch wird ein solches Verfahren der Verarbeitung von reflex-modulierten Signalen mit Signalumsetzung auf eine höhere Trägerfrequenz universell anwendbar. Sie ist jedoch nicht immer günstig z.B. für die Verarbeitung digitaler Signale E&sub3;(t), und deshalb wird ein alternatives Verfahren angeboten für die Verarbeitung von reflexmodulierten Signalen und für die Demodulation bzw. die Gewinnung der Modulationssignale E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) daraus direkt auf der Hilfsträgerfrequenz f.At q φH = πx the output of the adder 13 is zero. Changing the value of q φH from zero (or π) to π/2 (or to π + π/2) results in a maximum value of the output of the adder 13 from zero to maximum and therefore a maximum noise immunity of the processing of the reflex-modulated signal E₃(t) in the processor 10 is achieved by qφH = π/2 (2x-1). Consequently, at any value of q φH no cross-modulation distortions are caused between the signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t). generated, provided that the phases of the harmonic signals Ux1(t) and Ux2(t) are correctly selected. This makes such a method of processing reflex-modulated signals with signal conversion to a higher carrier frequency universally applicable. However, it is not always suitable, for example, for processing digital signals E₃(t), and therefore an alternative method is offered for processing reflex-modulated signals and for demodulating or obtaining the modulation signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) from them directly on the subcarrier frequency f.
Fig. 5 und 6 zeigen Ausführungsformen von Funktionsschaltbilden des Prozessors 10, der die Verarbeitung von reflex-modulierten Signalen E&sub3;(t) und die Demodulation der Modulationsvideosignale E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) aus ihnen direkt auf der Hilfsträgerfrequenz f ermöglicht. für die unverzögerte reflex-modulierte Signal folge gilt:Fig. 5 and 6 show embodiments of functional circuit diagrams of the processor 10, which enables the processing of reflex-modulated signals E₃(t) and the demodulation of the modulation video signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) from them directly on the subcarrier frequency f. The following applies to the undelayed reflex-modulated signal sequence:
E&sub3;(t) = E&sub1;&submin;&sub1;(t) cos ωt + E&sub1;&submin;&sub2;(t) sin ωt (1)E₃(t) = E₁₋₁(t) cos ωt + E₁₋₂(t) sin ωt (1)
Diese folge wird an die Eingänge der Verzögerungseinheit 11 und der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub3; weitergegeben. Die zweiten Eingänge der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub3; nehmen harmonische Signale U&sub1;(t) = 2 cos ωt bzw. U&sub3;(t) = 2 sin ωt auf. Am Ausgang des Multiplizierers 12 ergibt sich die Spannung:This sequence is passed on to the inputs of the delay unit 11 and the multipliers 12₁ and 12₃. The second inputs of the multipliers 12₁ and 12₃ receive harmonic signals U₁(t) = 2 cos ωt and U₃(t) = 2 sin ωt, respectively. The output of the multiplier 12 results in the voltage:
E&sub3;(t) 2 cos ωt = E&sub1;&submin;&sub2;(t) sin 2 ωt + E&sub1;&submin;&sub1;(t) cos 2 ωt (6)E₃(t) 2 cos ωt = E₁₋₂(t) sin 2 ωt + E₁₋₁(t) cos 2 ωt (6)
und für das Signal am Ausgang des Multiplizierers 12&sub3; gilt:and the signal at the output of the multiplier 12₃ is:
E&sub3;(t) 2 sin ωt = E&sub1;&submin;&sub1;(t) sin 2 ωt + E&sub1;&submin;&sub2;(t) - E&sub1;&submin;&sub2;(t) cos 2ωt (7)E₃(t) 2 sin ωt = E₁₋₁(t) sin 2 ωt + E₁₋₂(t) - E₁₋₂(t) cos 2ωt (7)
Die um T verzögerte reflex-modulierte Signalfolge vom Ausgang der Verzögerungseinheit 11 ergibt sich wie folgt:The reflex-modulated signal sequence delayed by T from the output of the delay unit 11 is as follows:
E&sub3;(t-T) = E&sub1;&submin;&sub1;(t) cos (ωt - qφH) + E&sub1;&submin;&sub2;(t) sin (ωt - qφH) (3)E₃(t-T) = E₁₋₁(t) cos (ωt - qφH) + E₁₋₂(t) sin (ωt - qφH) (3)
und wird an die Eingänge der Multiplizierer 12&sub2; und 12&sub4; übergeben, deren zweite Eingänge von harmonischen Signalen U&sub2;(t) = 2 cos (ωt + π + qφH) bzw. U&sub4;(t) = 2 sin (ωt + π + qφH). angesteuert werden.and is passed to the inputs of the multipliers 12₂ and 12₄, whose second inputs are controlled by harmonic signals U₂(t) = 2 cos (ωt + π + qφH) and U₄(t) = 2 sin (ωt + π + qφH), respectively.
Das Ausgangssignal des Multiplizierers 12&sub2; ergibt sich aus:The output signal of the multiplier 12₂ is given by:
E&sub3;(t-T) 2 cos (ωt + π + qφH) = E&sub1;&submin;&sub1;(t) [cos (π + 2 qφH) - cos 2 ωt] - E&sub1;&submin;&sub2;(t) [sin (π + 2 qφH) + cos 2 ωt] (8)E₃(t-T) 2 cos (ωt + π + qφH) = E₁₋₁(t) [cos (π + 2 qφH) - cos 2 ωt] - E₁₋₂(t) [sin (π + 2 qφH) + cos 2 ωt] (8)
und das Ausgangssignal des Multiplizierers 12&sub4; ergibt sich aus:and the output signal of the multiplier 12₄ is given by:
E&sub3;(t-T) 2 sin (ωt + π + qφH) = E&sub1;&submin;&sub1;(t) [sin (π + 2 qφH) - sin 2 ωt] + E&sub1;&submin;&sub2;(t) [cos (π + 2 qφH) + cos 2 ωt] (9)E₃(t-T) 2 sin (ωt + π + qφH) = E₁₋₁(t) [sin (π + 2 qφH) - sin 2 ωt] + E₁₋₂(t) [cos (π + 2 qφH) + cos 2 ωt] (9)
die Ausgangssignale der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub2; steuern den Addierer 13&sub1; an, um ein Ausgangssignal zu erzeugen:the output signals of the multipliers 12₁ and 12₂ drive the adder 13₁ to generate an output signal:
E&sub1;&submin;&sub1;(t) (1 - cos 2 qφH) + E&sub1;&submin;&sub2;(t) sin 2 qφH (10)E₁₋₁(t) (1 - cos 2 qφH) + E₁₋₂(t) sin 2 qφH (10)
Die Ausgangssignale der Multiplizierer 12&sub3; und 12&sub4; steuern die Eingänge des Addierers 13&sub2; an, um an dessen Ausgang ein Signal zu erzeugen:The output signals of the multipliers 12₃ and 12₄ drive the inputs of the adder 13₂ to generate a signal at its output:
E&sub1;&submin;&sub1;(t) sin 2 qφH + E&sub1;&submin;&sub2;(t) (1 - cos 2 qφH) (11)E₁₋₁(t) sin 2 qφH + E₁₋₂(t) (1 - cos 2 qφH) (11)
Bei qφH = π(2 (2x-1), wobei x eine ganze Zahl ist, gilt cos 2 q φH = -1 und sin 2 q φH = 0, so daß das Ausgangssignal des Addierers 13&sub1; beschrieben wird mit 2E&sub1;&submin;&sub1;(t) und die Ausgangsspannung des Addierers 13&sub2; beschrieben wird mit 2E&sub1;&submin;&sub2;(t). Dies wird erreicht durch die Verwendung des Prozessors 10, dessen Funktionsschaltbild in Fig. 5 dargestellt ist, um reflex- modulierte Signale E&sub3;(t) zu verarbeiten. Bei q φH π(2x-1) gilt cos 2 q φH = 12 und sin 2 q φH = 0, so daß die Ausgangssignale der Addierer 13&sub1; und 13&sub2; Null sind. Bei qφH = π(2x-1) gilt cos 2 q φH = 0 und sin 2 q φH = ±1, so daß das Ausgangssignal des Addierers 13&sub1; beschrieben wird mit E&sub1;&submin;&sub1;(t) ± E&sub1;&submin;&sub2;(t) und das Ausgangssignal des Addierers 13&sub2; beschrieben wird mit ± E&sub1;&submin;&sub1;(t) + E&sub1;&submin;&sub2;(t).For qφH = π(2(2x-1), where x is an integer, cos 2 q φH = -1 and sin 2 q φH = 0, so that the output of adder 13₁ is described by 2E₁₋₁(t) and the output of adder 13₂ is described by 2E₁₋₂(t). This is achieved by using processor 10, the functional diagram of which is shown in Fig. 5, to process reflex-modulated signals E₃(t). For q φH π(2x-1), cos 2 q φH = 12 and sin 2 q φH = 0, so that the output of adder 13₁ is described by 2E₁₋₁(t). and 13₂ are zero. For qφH = π(2x-1), cos 2 q φH = 0 and sin 2 q φH = ±1, so that the output signal of the adder 13₁ is described by E₁₋₁(t) ± E₁₋₂(t) and the output signal of the adder 13₂ is described by ± E₁₋₁(t) + E₁₋₂(t).
Die Herauslösung von E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) erfordert, daß der Prozessor 10 ferner ausgerüstet ist mit zusätzlichen Addierern 15&sub1; und 15&sub2; (Fig. 6), wobei diese Herauslösung direkt durch algebraische Summierung erfolgt.The extraction of E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) requires that the processor 10 be further equipped with additional adders 15₁ and 15₂ (Fig. 6), this extraction being carried out directly by algebraic summation.
Man beachte, daß bei der Verarbeitung des reflex-modulierten Signals E&sub3;(t) mit Signalumsetzung auf eine höhere Trägerfrequenz (Fig. 4) die Verarbeitung des Signals E&sub3;(t) direkt auf der Hilfsträgerfrequenz f (Fig. 6) erfolgt, und die Herauslösung der Videosignale E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) ohne Kreuzmodulationsstörung zwischen ihnen bei einem beliebigen Wert von qφH ≠ (2x-1) erreicht wird. Zu diesem Zweck summiert der Addierer 15&sub1; die Signale algebraisch:Note that when processing the reflex-modulated signal E₃(t) with signal conversion to a higher carrier frequency (Fig. 4), the processing of the signal E₃(t) is carried out directly on the subcarrier frequency f (Fig. 6), and the extraction of the video signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) without cross-modulation interference between them is achieved at any value of qφH ≠ (2x-1). For this purpose, the adder 15₁ sums the signals algebraically:
E&sub1;&submin;&sub1;(t)(1-cos2qφH)+E&sub1;&submin;&sub2;(t)sin2qφHE₁₋₁(t)(1-cos2qφH)+E₁₋₂(t)sin2qφH
und and
Der Addierer 15&sub2; führt die algebraische Summierung von Signalen durch, nämlich The adder 15₂ performs the algebraic summation of signals, namely
Die maximale Störfestigkeit wird also erreicht bei qφH = π/2 (2x-1), und zwar bei der Verarbeitung von reflex-modulierten Signalen im Prozessor 10 (Fig. 4) und im Prozessor 10 (Fig. 6).The maximum noise immunity is therefore achieved at qφH = π/2 (2x-1), namely when processing reflex-modulated signals in the processor 10 (Fig. 4) and in the processor 10 (Fig. 6).
In dem erfindungsgemäßen Fernsehsystem mit gleichzeitiger Übertragung von Farbdifferenzsignalen, wird die Erzeugung des vollständigen Farbfernsehsignals EM(t) auf der Sendeseite mit Hilfe des Generators durchgeführt, dessen Funktionsschaltbild in Fig. 7 dargestellt ist. Hier und in den folgenden Abschnitten dieser Beschreibung wird das Farbartsignal vor der Zeitkomprimierung mit Ec(t) bezeichnet, und das zeitlich komprimierte Farbartsignal wird mit E*c(t) bezeichnet.In the television system according to the invention with simultaneous transmission of color difference signals, the generation of the complete color television signal EM(t) is carried out on the transmission side with the aid of the generator, the functional diagram of which is shown in Fig. 7. Here and in the following sections of this description, the chrominance signal before time compression is referred to as Ec(t), and the time-compressed chrominance signal is referred to as E*c(t).
Die Anordnung 16 (Fig. 7) empfängt die primären Farbartsignale ER(t), EG(t) und EB(t) aus einer Bildquelle (nicht dargestellt in Fig. 7) zusammen mit dem Farbsynchronisationsimpulsen Isc und dem Synchronisationssignal Es.The arrangement 16 (Fig. 7) receives the primary chrominance signals ER(t), EG(t) and EB(t) from an image source (not shown in Fig. 7) together with the color synchronization pulse Isc and the synchronization signal Es.
Die Farbsynchronisationsimpulse Isc sind verschiedene Rechteckimpulse einer Dauer, die der der aktiven Zeile entspricht, und sind am Anfang des vertikalen Austastintervalls untergebracht.The colour synchronisation pulses Isc are various rectangular pulses of a duration corresponding to that of the active line and are located at the beginning of the vertical blanking interval.
An den Ausgängen der Anordnung 16 werden das Leuchtdichtesignal Ey(t) mit dem Synchronisationssignal Es und die Farbdifferenzsignale TR-Y(t) und EB-Y(t) erzeugt, wobei die letzteren beiden als Modulationsvideosignale E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) verwendet werden.At the outputs of the arrangement 16, the luminance signal Ey(t) with the synchronization signal Es and the color difference signals TR-Y(t) and EB-Y(t) are generated, the latter two being used as modulation video signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t).
Das Leuchtdichtesignal Ey(t) wird nach einer Verzögerung um τH in der Verzögerungseinheit 17 (Fig. 7) an einen Eingang des Addierers 18 weitergegeben.The luminance signal Ey(t) is passed on to an input of the adder 18 after a delay of τH in the delay unit 17 (Fig. 7).
Eines der Farbdifferenzsignale, z.B. das Signal EB-Y(t), transportiert Farbsynchronisationsimpulse Isc. Die Farbdifferenzsignale ER-Y(t) und EB-Y(t) treffen an den Eingängen des Generators 1 des Farbartsignals Ec(t) ein, Ec(t) ist ein reflex-moduliertes Signal der Art E&sub3;(t) und wird durch Reflex-Quadraturmodulation der Farbarthilfsträgerfrequenz fo erzeugt: One of the color difference signals, e.g. the signal EB-Y(t), carries color synchronization pulses Isc. The color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) arrive at the inputs of the generator 1 of the chrominance signal Ec(t). Ec(t) is a reflex-modulated signal of the type E₃(t) and is generated by reflex quadrature modulation of the chrominance subcarrier frequency fo:
wobei gilt: fH ist die Zeilenfrequenz, fp die Bildwiederholfrequenz, n und m sind natürliche Zahlen, die so ausgewählt werden, daß sie eine Phasenverschiebung φo der Farbarthilfsträger zwischen benachbarten Zeilen eines Vollbildes, die etwa φoH = π/2(2n-1) entspricht, und zwischen identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder, die etwa φop + π(2i-1) entspricht, ermöglichen.where: fH is the line frequency, fp is the refresh rate, n and m are natural numbers selected to allow a phase shift φo of the chrominance subcarriers between adjacent lines of a frame which corresponds approximately to φoH = π/2(2n-1) and between identically numbered lines of adjacent frames which corresponds approximately to φop + π(2i-1).
Das Farbartsignal Ec(t) vom Ausgang des Generators 12 wird an den Eingang des Speichers 4 übergeben, wo es zeitlich mit einem Skalierfaktor K skaliert wird und im horizontalen Austastintervall untergebracht wird, und zwar zwischen der Hinterflanke des horizontalen Synchronisationsimpulses und dem Anfang der aktiven Zeile. Der Faktor K ist gleich dem Verhältnis zwischen der oberen Grenzfrequenz im als Nennwert festgelegten vollständigen Farbfernsehsignal EM(t) und der oberen Grenzfrequenz flim des Spektrums des Farbartsignals Ec(t), das durch eine Abtastzeile vor der Farbartzeitkomprimierung übertragen wird. Das zeitlich komprimierte reflexmodulierte Farbartsignal E*c(t) wird während des Lesens aus dem Speicher 4 in seiner richtigen Position im horizontalen Austastintervall untergebracht. Das zeitlich komprimierte Farbartsignal E*c(t), das das Farbsynchronisationssignal Esc enthält, wird vom Ausgang des Speichers 4 an den anderen Eingang des Addierers 18 übergeben. Das Farbsynchronisationssignal Esc hat die Form der Signal folgen des reflexmodulierten Farbarthilfsträgerreferenzsignals, das um einen Faktor K zeitlich komprimiert ist. Diese Folgen werden in verschiedenen Zeilen des vertikalen Austastintervalls untergebracht. Die Dauer jeder dieser Signalfolgen Esc in den Zeilen des vertikalen Austastintervalls ist gleich der Dauer des zeitlich komprimierten Farbartsignals E*c(t), das während einer Zeile des aktiven Vollbildes übertragen wird.The chrominance signal Ec(t) from the output of the generator 12 is fed to the input of the memory 4 where it is time scaled by a scaling factor K and is placed in the horizontal blanking interval between the trailing edge of the horizontal synchronization pulse and the beginning of the active line. The factor K is equal to the ratio between the upper limit frequency in the full color television signal EM(t) set as nominal and the upper limit frequency flim of the spectrum of the chrominance signal Ec(t) transmitted by a scanning line before chrominance time compression. The time-compressed reflex-modulated chrominance signal E*c(t) is placed in its correct position in the horizontal blanking interval during reading from the memory 4. The time-compressed chrominance signal E*c(t) containing the color synchronization signal Esc is fed from the output of the memory 4 to the other input of the adder 18. The color synchronization signal Esc has the form of the signal sequences of the reflex-modulated chrominance subcarrier reference signal which are compressed in time by a factor K. These sequences are accommodated in different lines of the vertical blanking interval. The duration of each of these signal sequences Esc in the lines of the vertical blanking interval is equal to the duration of the time-compressed chrominance signal E*c(t) which is transmitted during one line of the active frame.
Das vollständige Farbfernsehsignal EM(t) wird am Ausgang des Addierers 18 erzeugt; die typische Struktur einer Abtastzeile ist in Fig. 8 dargestellt. Das vollständige Farbfernsehsignal EM(t) enthält Folgen von zeitlich komprimierten Farbartsignalen E*c(t).The complete color television signal EM(t) is generated at the output of the adder 18; the typical structure of a scanning line is shown in Fig. 8. The complete color television signal EM(t) contains sequences of time-compressed chrominance signals E*c(t).
Bei einer Gesamtdauer einer Zeile des vollständigen Farbfernsehsignals EM(t), die gleich dem Intervall von to-1 bis to-2 ist, werden die horizontalen Synchronisationssignale (und bei Bedarf auch die zusätzlichen Datensignale) während des Zeitintervalls von to-1 bis t&sub1; übertragen, die Farbartsignale E*c werden während des Intervalls von t&sub2; bis t&sub3; übertragen, und das Leuchtdichtesignal wird während des Zeitintervalls t&sub4; bis t&sub5; übertragen. Die Intervalle von t&sub1; bis t&sub2;, t&sub3; bis t&sub4; und t&sub5; bis to-2 sind Schutzbereiche.With a total duration of one line of the complete color television signal EM(t) equal to the interval from t0-1 to t0-2, the horizontal synchronization signals (and if necessary also the additional data signals) are transmitted during the time interval from t0-1 to t1, the chrominance signals E*c are transmitted during the interval from t2 to t3, and the luminance signal is transmitted during the time interval from t4 to t5. The intervals from t1 to t2, t3 to t4 and t5 to t0-2 are protection ranges.
Das Farbartsignal E*c(t) wird im vollständigen Farbfernsehsignal EM(t) im Zeitintervall zwischen der Hinterflanke des horizontalen Synchronisationsimpulses und dem Anfang der aktiven Zeile und im Schwarzwertimpuls untergebracht, der während des Zeitintervalls t&sub2; bis t&sub3; übertragen wird, wobei der Schwarzwertimpulspegel auf die Hälfte des Spitze-zu-Spitze-Wertes (Referenz-Schwarz zu Referenz-Weiß) des Leuchtdichtesignals Ey(t) gesetzt wird.The chrominance signal E*c(t) is accommodated in the complete color television signal EM(t) in the time interval between the trailing edge of the horizontal synchronization pulse and the beginning of the active line and in the pedestal pulse transmitted during the time interval t2 to t3, with the pedestal pulse level set to half the peak-to-peak value (reference black to reference white) of the luminance signal Ey(t).
Wie oben erwähnt, trifft das vollständige Farbfernsehsignal EM(t) auf der Empfangsseite am Eingang des Decoders 5 (Fig. 3) ein, wo das zeitlich komprimierte Farbartsignal E*c(t) herausgelöst wird und an den Verarbeitungskanal 6 übergeben wird. Eine Ausführungsform des Verarbeitungskanals 6 zum Verarbeiten des zeitlich komprimierten Farbartsignals E*c(t) im Decoder 5 ist in Fig. 9 dargestellt.As mentioned above, the complete color television signal EM(t) arrives on the receiving side at the input of the decoder 5 (Fig. 3), where the time-compressed chrominance signal E*c(t) is extracted and passed to the processing channel 6. An embodiment of the processing channel 6 for processing the time-compressed chrominance signal E*c(t) in the decoder 5 is shown in Fig. 9.
Die demodulierten Folgen des zeitlich komprimierten Farbartsignals E*t(t) werden um eine Vollbilddauer τp in der Verzögerungseinheit 19 verzögert und dann an einen Eingang des Addierers 20 zur algebraischen Summierung mit Folgen von Farbartsignalen E*c(t) von identisch numerierten Zeilen von unverzögerten Bildsignalen übergeben, die an den anderen Eingang des Addierers 20, vom Ausgang des Decodierers 5 kommend, angelegt werden (Fig. 3). Das Ausgangssignal des Addierers 20 (Fig. 9) ist die Summe der Farbartsignale Ec*(t) in identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder und wird an den Speicher 21 übergeben zur Zeitskalierung mit dem Faktor 1/K. Folgen von Farbartsignalen Ec(t) mit einem wiederhergestellten ursprünglichen Zeitmaß werden vom Ausgang des Speichers 21 an den Reflex- Modulationssignalprozessor 10 übergeben.The demodulated sequences of the time-compressed chrominance signal E*t(t) are delayed by one frame duration τp in the delay unit 19 and then passed to one input of the adder 20 for algebraic summation with sequences of chrominance signals E*c(t) from identically numbered lines of undelayed image signals applied to the other input of the adder 20 from the output of the decoder 5 (Fig. 3). The output signal of the adder 20 (Fig. 9) is the sum of the chrominance signals Ec*(t) in identically numbered lines of adjacent frames and is passed to the memory 21 for time scaling by the factor 1/K. Sequences of chrominance signals Ec(t) with a restored original time scale are passed from the output of the memory 21 to the reflex modulation signal processor 10.
Die weitere Verarbeitung von Farbartsignalen von Ec(t) im Prozessor 10, die nachstehend mit Bezug auf Fig. 4, 5 und 6 beschrieben wird, kann sowohl mit Signalumsetzung auf eine höhere Trägerfrequenz (Fig. 4) als auch direkt in der Farbarthilfsträgerfrequenz fo erfolgen (Fig. 5, 6).The further processing of chrominance signals of Ec(t) in the processor 10, which is described below with reference to Fig. 4, 5 and 6, can be carried out both with signal conversion to a higher carrier frequency (Fig. 4) and directly in the chrominance subcarrier frequency fo (Fig. 5, 6).
Die zusätzliche Zeitverzögerung von Farbartsignalen von Ec(t) beträgt T = q τH, wobei q eine natürliche Zahl und τH die Zeilendauer ist, und wird mit der Verzögerungseinheit 11 im Prozessor 10 durchgeführt (Fig. 4).The additional time delay of chrominance signals of Ec(t) is T = q τH, where q is a natural number and τH is the line duration, and is performed by the delay unit 11 in the processor 10 (Fig. 4).
Wie oben erwähnt, werden im Prozessor 10 das unverzögerte Farbartsignal Ec(t) mit einem harmonischen Signal U&sub1;(t) = 2 cos ωx t, wobei gilt ωx = 2π fx, fx > flim, im Multiplizierer 12&sub1; multipliziert, und die verzögerten Folgen von Farbartsignalen Ec(t-T) werden mit einem harmonischen Signal U&sub2;(t) = 2 sin (ωx t + π + Δφo) mittels Multiplizierer 12&sub2; multipliziert, wobei Δφo = φo1 - φo2, φo1 und φo2 Farbhilfsträgerphasen von verzögerten Folgen von Farbartsignalen Ec(t-T) und von unverzögerten folgen von Farbartsignalen Ec(t) sind. Diese Phasenverschiebung Δφo hängt mit der Zeitverzögerung T = qτH, zusammen, nämlich:Δφo = φo1 - φo2 = ωoqτH wobei ωo = 2π fo gilt.As mentioned above, in the processor 10, the undelayed chrominance signal Ec(t) is multiplied by a harmonic signal U₁(t) = 2 cos ωx t, where ωx = 2π fx, fx > flim, in the multiplier 12₁, and the delayed sequences of chrominance signals Ec(t-T) are multiplied by a harmonic signal U₂(t) = 2 sin (ωx t + π + Δφo) by means of the multiplier 12₂. where Δφo = φo1 - φo2, φo1 and φo2 are color subcarrier phases of delayed sequences of chrominance signals Ec(t-T) and of undelayed sequences of chrominance signals Ec(t). This phase shift Δφo is related to the time delay T = qτH, namely: Δφo = φo1 - φo2 = ωoqτH where ωo = 2π fo.
Das Ausgangssignal des Addierers 13 ist ein quadraturmoduliertes Farbartsignal mit vollen Seitenbändern und einer hohen Trägerfrequenz und ergibt nach der Gleichrichtung in den Synchrondetektoren 14&sub1; und 14&sub2; die Farbdifferenzsignale ER-Y(t) bzw. EB-Y(t). Eine weitere Ausführungsform der gemeinsamen Verarbeitung von verzögerten und unverzögerten Folgen von Farbartsignalen durch den Prozessor 10 (Fig. 5 und 6) betrifft die Multiplikation des unverzögerten Farbartsignals Ec(t) in den Multiplizierern 12&sub1; und 12&sub3; mit U&sub1;(t) = 2 cos ωo t und U&sub3;(t) = 2 sin ωo t und die Multiplikation der verzögerten Farbartsignale Ec(t-T) mit U&sub2;(t) = 2 cos (ωo t +π + Δφo) und U&sub4;(t) = 2 sin (ωo t + π + Δφo) in den Multiplizierern 12&sub2; bzw. 12&sub4;. Die nachfolgende Summierung der Ausgangsspannungen der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub2; ergibt direkt eines der Farbdifferenzsignale, z.B. ER-Y(t).The output signal of the adder 13 is a quadrature-modulated chrominance signal with full sidebands and a high carrier frequency and, after rectification in the synchronous detectors 14₁ and 14₂, produces the color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t), respectively. Another embodiment of the joint processing of delayed and undelayed sequences of The processing of the chrominance signals by the processor 10 (Figs. 5 and 6) involves the multiplication of the undelayed chrominance signal Ec(t) in the multipliers 12₁ and 12₃ by U₁(t) = 2 cos ωot and U₃(t) = 2 sin ωot and the multiplication of the delayed chrominance signals Ec(tT) by U₂(t) = 2 cos (ωot +π + Δφo) and U₄(t) = 2 sin (ωot + π + Δφo) in the multipliers 12₂ and 12₄, respectively. The subsequent summation of the output voltages of the multipliers 12₁ and 12₃ directly produces one of the color difference signals, e.g. ER-Y(t).
Durch Addieren der Ausgangsspannungen der Multiplizierer 12&sub3; und 12&sub4; im Addierer 13&sub2; trennt direkt das zweite Farbdifferenzsignal EB-Y(t) heraus.By adding the output voltages of the multipliers 12₃ and 12₄ in the adder 13₂, the second color difference signal EB-Y(t) is directly extracted.
Weitere Ausführungsformen der gemeinsamen Verarbeitung der verzögerten und der um verschiedene Verzögerungszeiten verzögerten Folgen von Farbartsignalen Ec(t) werden nachstehend erörtert, sowohl mit Signalumsetzung auf eine höhere Trägerfrequenz fx als auch direkt auf der Farbarthilfsträgerfrequenz fo.Further embodiments of the joint processing of the delayed and the sequences of chrominance signals Ec(t) delayed by various delay times are discussed below, both with signal conversion to a higher carrier frequency fx and directly on the chrominance subcarrier frequency fo.
Zum Beispiel ergibt sich bei einer zusätzlichen Verzögerung um eine Zeilendauer τH der Folge von algebraisch summierten Farbartsignalen Ec(t) in identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder die Phasenverschiebung φoH zwischen der unmodulierten Hilfsträgerfrequenz fo der verzögerten Folgen Ec(t-τH) und unverzögerten folgen Ec(t) aus: For example, with an additional delay of one line duration τH of the sequence of algebraically summed chrominance signals Ec(t) in identically numbered lines of adjacent frames, the phase shift φoH between the unmodulated subcarrier frequency fo of the delayed sequences Ec(t-τH) and undelayed sequences Ec(t) results from:
Bei Reflex-Modulation ist die Farbarthilfsträgerfrequenz fo niedrig, und die Werte n und m sind praktisch in der Größenordnung von Einerstellen. Dagegen ist z » 1, in genormten Funksendesystemen z.B. z = 525 und z = 625, und man erwartet, daß es in künftigen HDTV-Systemen über 1000 sein wird. Folglich kann der Ausdruck π/2z (2m-1) bei einer Genauigkeit bis zu Bruchteilen eines Prozentes vernachlässigt werden, so daß gilt: In reflex modulation, the chrominance subcarrier frequency fo is low and the values n and m are practically in the order of units. In contrast, z » 1, eg z = 525 and z = 625 in standardized radio transmission systems, and it is expected that it will be over 1000 in future HDTV systems. Consequently, the expression π/2z (2m-1) can be neglected with an accuracy of up to fractions of a percent, so that:
Die Gleichungen (1) und (5) können verwendet werden, um die Verarbeitung von Signalen Ec(t) im Prozessor 10 (Fig. 4) zu beschreiben, wobei E&sub3;(t) durch Ec(t), E&sub1;&submin;&sub1;(t) durch ER-Y(t), E&sub1;&submin;&sub2;(t) durch EB-Y(t) ersetzt werden und wobei gilt ω = ωo = 2πfo, q = 1. qφH = π/2 (2n-1) und T = τH. Dann ergibt sich das Signal, das am Eingang der Verzögerungseinheit 11 und am Eingang des Multiplizierers 12 ankommt (Gleichung (1)) aus E&sub3;(t) = Ec(t) = ER-Y(t) cos ωo t + EB-Y(t) sin ωo t.Equations (1) and (5) can be used to describe the processing of signals Ec(t) in processor 10 (Fig. 4), where E3(t) is replaced by Ec(t), E1-1(t) by ER-Y(t), E1-2(t) by EB-Y(t) and where ω = ωo = 2πfo, q = 1. qφH = π/2 (2n-1) and T = τH. Then the signal arriving at the input of the delay unit 11 and at the input of the multiplier 12 (equation (1)) is given by E₃(t) = Ec(t) = ER-Y(t) cos ωo t + EB-Y(t) sin ωo t.
Das harmonische Signal U&sub1;(t), das den anderen Eingang des Multiplizierers 12&sub1; treibt, ergibt sich aus U&sub1;(t) = 2 cos ωx t, wobei ωx = 2π fx gilt, wobei fx die obere Grenzfrequenz flim des Spektrums des Signals Ec(t) überschreitet.The harmonic signal U1(t) driving the other input of the multiplier 121 is given by U1(t) = 2 cos ωx t, where ωx = 2π fx, where fx exceeds the upper cutoff frequency flim of the spectrum of the signal Ec(t).
Die Ausgangsspannung der Verzögerungseinheit 11, die einen Eingang des Multiplizierers 12&sub2; (Gleichung (3)) ansteuert, wird umgewandelt in: The output voltage of the delay unit 11, which drives an input of the multiplier 12₂ (equation (3)), is converted into:
Das harmonische Signal U&sub2;(t), das den anderen Eingang des Multiplizierers 12&sub2; treibt, wird reduziert auf: The harmonic signal U₂(t) driving the other input of the multiplier 12₂ is reduced to:
Die Spannungssignale aus den Eingängen der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub2; an den Eingängen des Addierers 13 (Gleichungen (2) und (4)) werden umgewandelt in: The voltage signals from the inputs of the multipliers 12₁ and 12₂ at the inputs of the adder 13 (equations (2) and (4)) are converted into:
Die Ausgangsspannung des Addierers 13 (Gleichung (5)) ergibt sich ausThe output voltage of the adder 13 (equation (5)) is given by
E&sub3;(t)U&sub1;(t) + E&sub3;(t-T)U&sub2;(t) = 2ER-Y(t) cos (ωx-ωo)t + 2EB-Y(t) sin (ωx-ωo)t,E₃(t)U₁(t) + E₃(t-T)U₂(t) = 2ER-Y(t) cos (ωx-ωo)t + 2EB-Y(t) sin (ωx-ωo)t,
wobei ωx-ωo = 2π(fx-fo) gilt und fx-fo höher ist als die obere Grenzfrequenz flim im Signalspektrum Ec(t).where ωx-ωo = 2π(fx-fo) and fx-fo is higher than the upper cutoff frequency flim in the signal spectrum Ec(t).
Die harmonischen Signale, die die Synchrondetektoren 14&sub1; und 14&sub2; ansteuern, ergeben sich aus Ux1(t) = cos (ωx - ωo) t und Ux2(t) = -sin (ωx - ωo) t, wobei die Farbdifferenzsignale ER-Y(t) und EB-Y(t) an deren Ausgängen erzeugt werden.The harmonic signals which drive the synchronous detectors 14₁ and 14₂ are given by Ux1(t) = cos (ωx - ωo) t and Ux2(t) = -sin (ωx - ωo) t, with the colour difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) being produced at their outputs.
Im Reflex-Modulationsprozessor 10 (Fig. 5) empfangen die Eingänge der Verzögerungseinheit 11 und der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub3; das Signal E&sub3;(t) = Ec(t) = ER-Y(t) cos ωo t + EB-Y(t) sin ωo t entsprechend der Gleichung (1), wie oben gezeigt worden ist. Die harmonischen Signale, die die zweiten Eingänge der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub3; treiben, ergeben sich aus U&sub1;(t) = 2 cos ωo t und U&sub3;(t) = 2 sin ωo t. Die Multiplizierer 12&sub2; und 12&sub4; empfangen von dem Ausgang der Verzögerungseinheit die Signale E&sub3;(t-T) = Ec(t-τH) = ER-Y(t) cos [ωot - π/2 (2n-1)] + EB-Y(t) sin [ωot - π/2 (2n-1)], und ihre anderen Eingänge werden von harmonischen Signalen U&sub2;(t) = 2 cos [ωot - π/2 (2n+1)] bzw. U&sub4;(t) = 2 sin [ωot + π/2 (2n+1)] getrieben. Die Signalspannungen, die am Addierer 13&sub1; von den Ausgängen der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub2; (Gleichungen (6) und (8)) ankommen, ergeben sich aus.In the reflex modulation processor 10 (Fig. 5), the inputs of the delay unit 11 and the multipliers 12₁ and 12₃ receive the signal E₃(t) = Ec(t) = ER-Y(t) cos ωo t + EB-Y(t) sin ωo t according to equation (1) as shown above. The harmonic signals driving the second inputs of the multipliers 12₁ and 12₃ are given by U₁(t) = 2 cos ωo t and U₃(t) = 2 sin ωo t. The multipliers 12₂ and 12₄ receive from the output of the delay unit the signals E₃(t-T) = Ec(t-τH) = ER-Y(t) cos [ωot - π/2 (2n-1)] + EB-Y(t) sin [ωot - π/2 (2n-1)], and their other inputs are driven by harmonic signals U₂(t) = 2 cos [ωot - π/2 (2n+1)] and U₄(t) = 2 sin [ωot + π/2 (2n+1)], respectively. The signal voltages arriving at the adder 13₁ from the outputs of the multipliers 12₁ and 12₂ (equations (6) and (8)) are given by
E&sub3;(t)U&sub1;(t) = Ec(t) 2 cos ωot = ER-Y(t) + EB-Y(t) cos 2ωot + ER-Y(t)Sin 2ωotE₃(t)U₁(t) = Ec(t) 2 cos ωot = ER-Y(t) + EB-Y(t) cos 2ωot + ER-Y(t)Sin 2ωot
und E&sub3;(t-T)U&sub2;(t) = Ec(t-τH) 2 cos [ωot + π/2 (2n+1)] = ER-Y(t) = ER-Y(t) cos 2ωot - EB-Y(t) sin 2ωot,and E₃(t-T)U₂(t) = Ec(t-τH) 2 cos [ωot + π/2 (2n+1)] = ER-Y(t) = ER-Y(t) cos 2ωot - EB-Y(t) sin 2ωot,
so daß die Ausgangsspannung des Addierers 13&sub1; 2ER-Y(t) ist. Die Signale aus den Ausgängen der Multiplizierer 12&sub3; und 12&sub4; (Gleichungen (7) und (9)), die den Addierer 13&sub2; ansteuern, ergeben sich aus: so that the output voltage of the adder 13₁ is 2ER-Y(t). The signals from the outputs of the multipliers 12₃ and 12₄ (equations (7) and (9)) which drive the adder 13₂ are given by:
so daß die Ausgangsspannung des Addierers 13&sub2; 2EB-Y(t) beträgt.so that the output voltage of the adder 13₂ is 2EB-Y(t).
In einer Anzahl von Programmerzeugungsschritten, z.B. bei bestimmten Verfahren der Erzeugung zusammengesetzter Bilder muß die vertikale Farbartauflösung auf die Hälfte der vertikalen Leuchtdichteauflösung gesetzt werden. In solchen Fällen sollte die zusätzliche Zeitverzögerung der summierten Folgen von Farbartsignalen Ec(t) aus identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder etwa eine Halbbilddauer betragen. Da, wie oben erwähnt, die Zeitverzögerung eine ganzzahlige Zeilenzahl sein sollte, um räumliche Verschiebungen der verzögerten und unverzögerten Bildzeilen zu vermeiden, gilt in diesem Fall q&sub1; = (z + 1)/2 und q&sub2; (z - 1)/2, und die Phasenverschiebung Δφo zwischen dem unmodulierten Hilfsträger der verzögerten und der unverzögerten Farbartsignalfolge Ec(t) ergibt sich aus: In a number of program generation steps, e.g. in certain composite image generation processes, the vertical chrominance resolution must be set to half the vertical luminance resolution In such cases, the additional time delay of the summed sequences of chrominance signals Ec(t) from identically numbered lines of adjacent frames should be approximately one field duration. Since, as mentioned above, the time delay should be an integer number of lines in order to avoid spatial shifts of the delayed and undelayed image lines, in this case q₁ = (z + 1)/2 and q₂ (z - 1)/2, and the phase shift Δφo between the unmodulated subcarrier of the delayed and undelayed chrominance signal sequences Ec(t) is given by:
wobei T&sub1; = (z+1)/2 τH und T&sub2; = (z-1)/2 τH gilt. Die Verzögerung des ersten und des zweiten Halbbildes des Vollbildes kann z.B. gleich T&sub1; oder z.B. ungleich T&sub1; im ersten Halbbild und T&sub2; im zweiten Halbbild sein, wobei diese beiden Anordnungen eine vertikale Farbartauflösung von etwa der Hälfte der Leuchtdichteauflösung liefern, allerdings mit einem etwas anderen räumlichen Frequenzgang. In dem allgemeinen Fall kann die Phasenverschiebung bei Verzögerungen T&sub1; und T&sub2; folgendermaßen dargestellt werden: where T₁ = (z+1)/2 τH and T₂ = (z-1)/2 τH. The delay of the first and second fields of the frame may be, for example, equal to T₁ or, for example, not equal to T₁ in the first field and T₂ in the second field, both of these arrangements providing a vertical chrominance resolution of about half the luminance resolution, but with a slightly different spatial frequency response. In the general case, the phase shift at delays T₁ and T₂ may be represented as follows:
Diese Gleichung kann etwas vereinfacht werden, wenn man z » 1 (z.B. ist bei den Fernsehsendenormen z = 525 oder z = 625 und bei der projektierten HDTV-Norm wird erwartet, daß z 1000 überschreitet) in Betracht zieht, so daß (z±1)/z als Eins mit einer Genauigkeit von 0,998 (Fehler geringer als 0,2%) angesehen werden kann, und die Gleichung für Δφo kann lauten: Δφo = (2n-1)/4 (z±1) ± π/4 (2m-1). Die Verarbeitung des Farbartsignals Ec(t) im Prozessor 10 (Fig. 4) kann mit den Gleichungen (1) und (5) für die Verarbeitung von reflex-modulierten Signalen E&sub3;(t) beschrieben werden, indem E&sub3;(t) durch Ec(t), E&sub1;&submin;&sub1;(t) durch ER-Y(t), E&sub1;&submin;&sub2;(t) durch EB-Y(t) ersetzt wird, wobei ω = ωo = 2πfo gilt, wie im vorangegangenen Fall der Verzögerung des Signals Ec(t) um τH, und indem q = (z±1)/2, T = (z±1) τH/2 und qτH = Δφo gesetzt wird.This equation can be simplified somewhat by considering z » 1 (e.g., for broadcast TV standards z = 525 or z = 625 and for the proposed HDTV standard z is expected to exceed 1000), so that (z±1)/z can be considered as unity with an accuracy of 0.998 (error less than 0.2%) and the equation for Δφo can be: Δφo = (2n-1)/4 (z±1) ± π/4 (2m-1). The processing of the chrominance signal Ec(t) in the processor 10 (Fig. 4) can be described with the equations (1) and (5) for the processing of reflex-modulated signals E3(t) by replacing E3(t) by Ec(t), E1-1(t) by ER-Y(t), E1-2(t) by EB-Y(t), where ω = ωo = 2πfo, as in the previous case of delaying the signal Ec(t) by τH, and by setting q = (z±1)/2, T = (z±1) τH/2 and qτH = Δφo.
In diesem Fall ergibt sich das Signal, das am Eingang der Verzögerungseinheit 112 und an einem Eingang des Multiplizierers 12&sub1; (Gleichung (1)) aus E&sub3;(t) = Ec(t) = ER-Y(t) cos ωot + EB-Y(t) sin ωot, wobei der andere Eingang des Multiplizierers 12&sub1; ein harmonisches Signal U&sub1;(t) = 2 cos ωx t empfängt, wobei ωx = 2π fx gilt, wobei fx höher ist als die obere Grenzfrequenz flim im Signalspektrum Ec(t).In this case, the signal present at the input of the delay unit 112 and at one input of the multiplier 12₁ (equation (1)) is given by E₃(t) = Ec(t) = ER-Y(t) cos ωot + EB-Y(t) sin ωot, with the other input of the multiplier 12₁ receiving a harmonic signal U₁(t) = 2 cos ωx t, where ωx = 2π fx, where fx is higher than the upper cutoff frequency flim in the signal spectrum Ec(t).
Die Spannung aus der Verzögerungseinheit 11, die an einen Eingang des Multiplizierers 12&sub2; (Gleichung (2)) übergeben wird, ergibt sich wie folgt: The voltage from the delay unit 11, which is applied to an input of the multiplier 12₂ (equation (2)), is given as follows:
Das harmonische Signal U&sub2;(t), das den zweiten Eingang des Multiplizierers 12&sub2; treibt, ergibt sich aus U&sub2;(t) = 2 cos (ωxt + π + Δφo). Die Ausgangsspannungen der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub2;, die an den Addierer 13 (Gleichungen (2) und (4)) übergeben werden, ergeben sich aus: The harmonic signal U₂(t) driving the second input of the multiplier 12₂ is given by U₂(t) = 2 cos (ωxt + π + Δφo). The output voltages of the multipliers 12₁ and 12₂, which are fed to the adder 13 (equations (2) and (4)), are given by:
Die Ausgangsspannung des Addierers 13 (Gleichung (5)) ergibt sich aus: The output voltage of the adder 13 (equation (5)) is given by:
Da bei Zeilensprungabtastung die Anzahl der Zeilen immer ungerade ist (z.B. z = 625 oder z = 525, wie oben erwähnt), ist (z±1)/2 immer eine ganze Zahl, und das Glied 2πn (z±1)/2 in den Klammern des Arguments des Cosinusgliedes kann als eine ganzzahlige Anzahl von Perioden ausgeschlossen werden.Since in interlaced scanning the number of lines is always odd (e.g. z = 625 or z = 525, as mentioned above), (z±1)/2 is always an integer, and the term 2πn (z±1)/2 in the parentheses of the argument of the cosine term can be excluded as an integer number of periods.
Das Glied 2π (z±1)/4 kann durch die Summe von zwei Summanden 2π (z- Δz)/4 und 2π (Δz±1)/4 dargestellt werden, wobei Δz die Anzahl der Zeilen ist, die von z subtrahiert werden müssen, damit (z - Δz)/4 eine natürliche Zahl wird. In diesem Fall ist 2π (z-Δz)/4 eine ganzzahlige Anzahl von Perioden, und es gilt cos [(ωx-wo)+ π -2Δφo] = cos [(ωx-ωo)t + π + 2π (Δz+1)/4 ± π/2 (2m-1)]. Für die spezifischen Werte z, z.B. z = 525 und z = 625, gilt: The term 2π (z±1)/4 can be represented by the sum of two summands 2π (z-Δz)/4 and 2π (Δz±1)/4, where Δz is the number of rows that must be subtracted from z so that (z - Δz)/4 becomes a natural number. In this case, 2π (z-Δz)/4 is an integer number of periods, and cos [(ωx-wo)+ π -2Δφo] = cos [(ωx-πo)t + π + 2π (Δz+1)/4 ± π/2 (2m-1)]. For the specific values z, e.g. z = 525 and z = 625, the following applies:
Somit gilt: Therefore:
Bei einer Verzögerung T = T&sub1; = (z+1)/2 τH gilt: For a delay T = T₁ = (z+1)/2 τH the following applies:
Bei einer Verzögerung T = T&sub2; = (z-1)/2 τH gilt:For a delay T = T₂ = (z-1)/2 τH the following applies:
cos [(ωx-ωo)t+ π + 2Δφo2] = cos [(ωx - ωo)t + π + π/2 (2m-1).cos [(ωx-ωo)t+ π + 2Δφo2] = cos [(ωx - ωo)t + π + π/2 (2m-1).
Die Spannung am Ausgang des Addierers 13 ergibt sich bei einer Verzögerung T&sub1; = (z+1)/2 τH aus:The voltage at the output of the adder 13 results from a delay T₁ = (z+1)/2 τH as follows:
ER-Y(t) cos [(ωx-ωo)t ± π/4 (2m-1)] cos π/4 (2m-1] - EB-y(t) sin [(ωx-ωo)t ± π/4 (2m-1)] cos π/4 (2m-1);ER-Y(t) cos [(ωx-ωo)t ± π/4 (2m-1)] cos π/4 (2m-1] - EB-y(t) sin [(ωx-ωo)t ± π/4 (2m-1)] cos π/4 (2m-1);
Bei einer Verzögerung T&sub2; = (z-1τ)/2 τHFor a delay T₂ = (z-1τ)/2 τH
ER-Y(t) cos [(ωx - ωo)t + π/2 ± π/4 (2m-1)] cos [π/2 ± π/4 (2m-1)) - EB-Y(t) sin [(ωx - ωo)t + π/2 ± π/4 (2m-1)] cos [π/2 ± π/4 (2m-1)] - ±ER-Y(t) sin [(ωx-ωo)t ± π/4 (2m-1)] sin π/4 (2m-1) ± EB-Y(t) cos [(ωx - ωo)t ± π/4 (2m-1)] sin π/4 (2m-1).ER-Y(t) cos [(ωx - ωo)t + π/2 ± π/4 (2m-1)] cos [π/2 ± π/4 (2m-1)) - EB-Y(t) sin [(ωx - ωo)t + π/2 ± π/4 (2m-1)] cos [π/2 ± π/4 (2m-1)] - ±ER-Y(t) sin [(ωx-ωo)t ± π/4 (2m-1)] sin π/4 (2m-1) ± EB-Y(t) cos [(ωx - ωo)t ± π/4 (2m-1)] sin π/4 (2m-1).
Die Ausgangssignale der Synchrondetektoren 14&sub1; und 14&sub2;, deren zweite Eingänge harmonische Signale der Frequenz fx - fo = (ωx - ωo)/2π in einer entsprechenden Phase empfangen, sind die Farbdifferenzsignale ER-Y(t) und EB-Y(t).The output signals of the synchronous detectors 14₁ and 14₂, whose second inputs receive harmonic signals of frequency fx - fo = (ωx - ωo)/2π in a corresponding phase, are the color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t).
Die Verarbeitung des Farbartsignals Ec(t) und die Herauslösung von Farbdifferenzsignalen ER-Y(t) und EB-Y(t) direkt auf der Farbträgerfrequenz fo wird durch den Prozessor 10 des reflex-modulierten Signals E&sub3;(t) durchgeführt, dessen Funktionsschaltbild in Fig. 6 dargestellt ist.The processing of the chrominance signal Ec(t) and the extraction of color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) directly on the color carrier frequency fo is carried out by the processor 10 of the reflex-modulated signal E₃(t), the functional diagram of which is shown in Fig. 6.
Die Ersetzungen in den Gleichungen (1), (3) und (6) bis (10), die durchgeführt werden, um die Verarbeitung des reflex-modulierten Signals E&sub3;(t) direkt auf der Hilfsträgerfrequenz f im Prozessor 10 (Fig. 6) zu beschreiben, sind die gleichen, die verwendet werden zur Beschreibung der Verarbeitung des Signals Ec(t) im Prozessor gemäß Fig. 4 und die oben aufgeführt worden sind, nämlich: The substitutions in equations (1), (3) and (6) to (10) which are made to describe the processing of the reflex-modulated signal E3(t) directly on the subcarrier frequency f in the processor 10 (Fig. 6) are the same as those used to describe the processing of the signal Ec(t) in the processor according to Fig. 4 and which have been listed above, namely:
Die verzögerten und unverzögerten Folgen Ec(t) sind die gleichen, wie die, die oben für den Fall der Verarbeitung von Ec(t) im Prozessor 10 (Fig. 4) beschrieben worden sind; im Prozessor 10 (Fig. 6) werden diese folgen an die Eingänge der Multiplizierer 12&sub2; und 12&sub4; übergeben (verzögerte folge - Gleichung (3)) und an die Eingänge der Verzögerungseinheit 11 und der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub3; übergeben (unverzögerte folge - Gleichung (1)). Hierbei gilt: E&sub3;(t) = Ec(t) = ER-Y(t) cos ωot + EB-Y(t) sin ωot;The delayed and undelayed sequences Ec(t) are the same as those described above for the case of processing Ec(t) in the processor 10 (Fig. 4); in the processor 10 (Fig. 6) these sequences are applied to the inputs of the multipliers 12₂ and 12₄ (delayed sequence - equation (3)) and to the inputs of the delay unit 11 and the multipliers 12₁ and 12₃ (undelayed sequence - equation (1)). Here: E₃(t) = Ec(t) = ER-Y(t) cos ωot + EB-Y(t) sin ωot;
E&sub3;(t-T) = Ec(t-T) = ER-Y(t) cos (ωot-Δφo) + EB-Y(t) sin (ωot - Δφo). Die harmonischen Signale, die an die zweiten Eingänge der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub4; angelegt werden, sind folgende:E₃(t-T) = Ec(t-T) = ER-Y(t) cos (ωot-Δφo) + EB-Y(t) sin (ωot - Δφo). The harmonic signals applied to the second inputs of the multipliers 12₁ and 12₄ are as follows:
an den Multiplizierer 12&sub1; - U&sub1;(t) = 2 cos ωot,to the multiplier 12&sub1; - U₁(t) = 2 cos ωot,
an den Multiplizierer 12&sub2; - U&sub2;(t) = 2 cos (ωot +π + Δφo),to the multiplier 12&sub2; - U₂(t) = 2 cos (ωot +π + Δφo),
an den Multiplizierer 12&sub3; - U&sub3;(t) = 2 sin ωot,to the multiplier 12&sub3; - U₃(t) = 2 sin ωot,
an den Multiplizierer 12&sub4; - U&sub4;(t) = 2 sin (ωot +π +Δφo).to the multiplier 12&sub4; - U₄(t) = 2 sin (ωot +π +Δφo).
Das Ausgangssignal des Multiplizierers 12&sub1;, das an den Addierer 13 übergeben wird (Gleichung (6)) ergibt sich wie folgt:The output signal of the multiplier 12₁, which is passed to the adder 13 (equation (6)) is as follows:
E&sub3;(t)U&sub1;(t) = Ec(t) 2 cos ωot = ER-Y(t) + ER-Y(t) cos 2ωo + EB-Y(t) sin 2ωot. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 12&sub3;, das an den Addierer 13&sub2; übergeben wird (Gleichung (7)) ergibt sich wie folgt:E₃(t)U₁(t) = Ec(t) 2 cos ωot = ER-Y(t) + ER-Y(t) cos 2ωo + EB-Y(t) sin 2ωot. The output signal of the multiplier 12₃, which is passed to the adder 13₂ (equation (7)) is as follows:
E&sub3;(t)U&sub3;(t) = Ec(t) 2 sin ωot = ER-Y(t) sin 2ωot + EB-Y(t) - EB-Y(t) cos 2ωot. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 12&sub2;, das an den Addierer 13&sub1; übergeben wird, (Gleichung (3)) ergibt sich wie folgt:E₃(t)U₃(t) = Ec(t) 2 sin ωot = ER-Y(t) sin 2ωot + EB-Y(t) - EB-Y(t) cos 2ωot. The output signal of the multiplier 12₂, which is passed to the adder 13₁, (equation (3)) is as follows:
E&sub3;(t)U&sub2;(t) = Ec[t-(z±1)τH/2] 2 cos (ωot + π + Δφo) = ER-Y(t) cos (π + 2Δφo) - ER-Y(t) cos 2ωot - EB-Y(t) sin (π + 2Δφo) - EB-Y(t) sin 2ωot.E₃(t)U₂(t) = Ec[t-(z±1)τH/2] 2 cos (ωot + π + Δφo) = ER-Y(t) cos (π + 2Δφo) - ER-Y(t) cos 2ωot - EB-Y(t) sin (π + 2Δφo) - EB-Y(t) sin 2ωot.
Das Ausgangssignal des Addierers 13&sub1; (Gleichung (10)) ergibt sich wie folgt:The output signal of the adder 13₁ (equation (10)) is as follows:
ER-Y(t)[1-cos 2Δφo] + EB-Y(t) sin 2Δφo.ER-Y(t)[1-cos 2Δφo] + EB-Y(t) sin 2Δφo.
Das Ausgangssignal des Addierers 13&sub2; (Gleichung (11)) ergibt sich wie folgt: The output signal of the adder 13₂ (equation (11)) is as follows:
Wie oben erwähnt, ist z bei Zeilensprungabtastung immer eine ungerade Zahl, so daß z±1 immer eine gerade Zahl ist, und deshalb ist (z±1)/2 eine ganze Zahl; daraus folgt: As mentioned above, in interlaced scanning, z is always an odd number, so z±1 is always an even number, and therefore (z±1)/2 is an integer; hence:
Der Modul von sin[-π (z±1)/2 ± π/2 (2m-1)] ist immer Eins, wobei das Vorzeichen "plus" oder "minus" vor der 1 steht, was abhängt von einer Anzahl von Faktoren, einschließlich dem spezifischen Wert von z, der Verzögerung T&sub1; = (z±1)/2 τH oder T&sub2; = (z-1)/2 τH, dem Vorzeichen des Gliedes π/2 (2m-1), dem Wert m. In den besonderen fällen, nämlich z = 525 und z = 625, gilt bei einer Verzögerung T&sub1; = (z+1)/2 τH folgendes: π (z+1)/2 = π (525+1)/2 = 263π = 2π.131 + π und π (z+1)/2 = π (625+1)/2 = 313π = 2π.156 + π. In beiden fällen (z = 525 und z = 625) gilt bei T&sub1; = (z+1)/2 τH folgendes: The modulus of sin[-π (z±1)/2 ± π/2 (2m-1)] is always one, with the plus or minus sign in front of the 1, depending on a number of factors, including the specific value of z, the delay T₁ = (z±1)/2 τH or T₂ = (z-1)/2 τH, the sign of the term π/2 (2m-1), the value of m. In the special cases, namely z = 525 and z = 625, for a delay T₁ = (z+1)/2 τH, we have π (z+1)/2 = π (525+1)/2 = 263π = 2π.131 + π and π (z+1)/2 = π (625+1)/2 = 313π = 2π.156 + π. In both cases (z = 525 and z = 625) the following applies for T₁ = (z+1)/2 τH:
Bei z = 525 und z = 625 und bei T&sub2; = (z-1)/2 τH gilt: For z = 525 and z = 625 and for T₂ = (z-1)/2 τH the following applies:
Dementsprechend beträgt die Ausgangsspannung des Addierers 13&sub1; bei einer Verzögerung T&sub1; = (z+1)/2 τH und bei z = 525 und z = 625:Accordingly, the output voltage of the adder 13₁ at a delay T₁ = (z+1)/2 τH and at z = 525 and z = 625 is:
ER-Y(t) ± EB-Y(t) sin π/2 (2m-1).ER-Y(t) ± EB-Y(t) sin π/2 (2m-1).
Unter den gleichen Bedingungen gilt für das Ausgangssignal des Addierers 13&sub2;:Under the same conditions, the output signal of the adder 13₂ is:
±ER-Y(t) sin π/2 (2m-1) + EB-Y(t).±ER-Y(t) sin π/2 (2m-1) + EB-Y(t).
Wie oben erwähnt, ist bei jedem ganzzahligen Wert von m der Modul von sin π/2 (2m-1) Eins, wobei Änderungen von m nur Änderungen des Vorzeichens bei Eins bewirken. Bei den Werten in, die sin 1/2 (2m-1) = -1 entsprechen, gilt für die Ausgangssignale der Addierer 13&sub1; und 13&sub2; ER-Y(t) ± EB-Y(t) bzw. ±ER-Y(t) + EB-Y(t). Bei den Werten m, die sin π/2 (2m-1) = +1 entsprechen, gilt für die Ausgangssignale der Addierer 13&sub1; und 13&sub2; ER-Y(t) ± EB-Y(t) bzw. ±ER-Y(t) + EB-Y(t); d.h. bei einein Signal ER-Y(t) - EB-Y(t) am Ausgang des Addierers 13&sub1; ist das Ausgangssignal des Addierers 13&sub2; ER-Y(t) + EB-Y(t), und umgekehrt ist bei einem Signal ER-Y und EB-Y(t) am Ausgang des Addierers 13&sub1; das Ausgangssignal des Addierers 13&sub2; -ER-Y(t) + EB-Y(t).As mentioned above, for any integer value of m, the modulus of sin π/2 (2m-1) is unity, with changes in m causing only changes in sign at unite. For the values of m corresponding to sin 1/2 (2m-1) = -1, the outputs of the adders 13₁ and 13₂ are ER-Y(t) ± EB-Y(t) and ±ER-Y(t) + EB-Y(t), respectively. For the values of m corresponding to sin π/2 (2m-1) = +1, the outputs of the adders 13₁ and 13₂ are ER-Y(t) ± EB-Y(t) and ±ER-Y(t) + EB-Y(t), respectively. i.e., with a signal ER-Y(t) - EB-Y(t) at the output of the adder 13₁, the output signal of the adder 13₂ is ER-Y(t) + EB-Y(t), and conversely, with a signal ER-Y and EB-Y(t) at the output of the adder 13₁, the output signal of the adder 13₂ is -ER-Y(t) + EB-Y(t).
Demnach ergibt die algebraische Suinmierung dieser Spannungen in den Addierern 15&sub1; und 15&sub2; immer die farbdifferenzsignale ER-Y(t) und EB-Y(t).Accordingly, the algebraic summation of these voltages in the adders 15₁ and 15₂ always results in the color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t).
Von hier ab bedeutet Ey(t) das Leuchtdichtesignal (wie oben erwähnt) der Leuchtdichtevideosignale; EYQ(t) bezeichnet ein reflex-moduliertes Leuchtdichtesignal (wie in der vorangegangenen Beschreibung) bei Signalen, die durch Reflex-Quadraturmodulation der Leuchtdichteträgerfrequenzmittels zweier Leuchtdichtevideosignale erzeugt werden, EYQ(t) = E&sub3;(t); EM(t) ist das vollständige Farbfernsehsignal (wie in der vorangegangenen Beschreibung) einschließlich der Leuchtdichtesignale Ey(t); EMQ(t) ist das vollständige Farbfernsehsignal einschließlich der Leuchtdichtesignale EyQ(t); E'MQ(t) ist das Farbfernsehsignal EMQ(t), aus dem das Farbsynchronisationssignal Esc ausgeschlossen ist; EMQ1-2(t) ist das vollständige Farbfernsehsignal, das Informationen über zwei Fernsehbilder enthält.From here on, Ey(t) means the luminance signal (as mentioned above) of the luminance video signals; EYQ(t) means a reflex-modulated luminance signal (as in the previous description) in the case of signals produced by reflex quadrature modulation of the luminance carrier frequency by means of two luminance video signals, EYQ(t) = E₃(t); EM(t) is the complete color television signal (as in the previous description) including the luminance signals Ey(t); EMQ(t) is the complete color television signal including the luminance signals EyQ(t); E'MQ(t) is the color television signal EMQ(t) from which the color synchronization signal Esc is excluded; EMQ1-2(t) is the complete color television signal containing information on two television pictures.
Das Fernsehsystem mit gleichzeitiger Übertragung von beiden Farbdifferenzsignalen von ER-Y(t) und EB-Y(t) während der Austastintervalle kann so modifiziert werden, daß es die Informationen von zwei Farbfernsehbildern mittels seines vollständigen Farbfernsehsignals überträgt, wobei beide Fernsehbilder in Echtzeit übertragen werden und mit einer angeglichenen Bandbreite, die so angeordnet ist wie die Nennbandbreite zum Übertragen eines einzelnen Bildes mit der gleichen vertikalen und horizontalen Auflösung.The television system with simultaneous transmission of both color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) during the blanking intervals can be modified to transmit the information from two colour television pictures by means of its complete colour television signal, both television pictures being transmitted in real time and with an adjusted bandwidth arranged as the nominal bandwidth for transmitting a single picture with the same vertical and horizontal resolution.
Im vollständigen Farbfernsehsignal EMQ1-2(t) dieses Fernsehsystems werden Signale des ersten und des zweiten Bildes abwechselnd in Zeilen mit Zeilensprung übertragen.In the complete color television signal EMQ1-2(t) of this television system, signals of the first and second picture are transmitted alternately in lines with interlace.
Die Dauer einer Zeile wird verwendet, um reflex-modulierte Signale zu übertragen, die die Informationen über die Leuchtdichte und die Farbart von zwei räumlich benachbarten Zeilen eines Bildes enthalten. Dies wird erreicht durch Speichern von Leuchtdichtesignalen Ey(t) und Farbartsignalen E*c(t) von zwei Halbbildern eines Vollbildes, und zwar getrennt für das erste und das zweite Bild, indem die räumlich benachbarten Zeilen dieses Bildes ab dessen ersten und zweiten Halbbild entlang den Speicherzeilen dieses Bildes sequentiell positioniert werden. Diese Positionierung ermöglicht es, daß die Leuchtdichte- und Farbartdaten der Bildzeile (2S-1) aus dem ersten Halbbild in Speicherzeile (2S-1) gespeichert werden, während die Leuchtdichte- und Farbartdaten der Zeile (2S-1 + (z+1)/2) des zweiten Halbbildes in der Speicherzeile 2S gespeichert werden, wobei S eine natürliche Zahl ist.The duration of a line is used to transmit reflex-modulated signals containing the information about the luminance and chrominance of two spatially adjacent lines of a picture. This is achieved by storing luminance signals Ey(t) and chrominance signals E*c(t) from two fields of a frame, separately for the first and second frames, by sequentially positioning the spatially adjacent lines of this frame from its first and second fields along the memory lines of this frame. This positioning enables the luminance and chrominance data of the picture line (2S-1) from the first field to be stored in memory line (2S-1), while the luminance and chrominance data of the line (2S-1 + (z+1)/2) of the second field to be stored in memory line 2S, where S is a natural number.
Die Signale, die in Speicherzeilen (2S-1) und 2S des ersten Bildes gespeichert sind, werden in Signale einer Zeile des ersten Bildes umgewandelt. Die Signale, die in Speicherzeile (2S-1) und 2S des zweiten Bildes gespeichert sind, werden in eine einzelne Bildzeile des zweiten Bildes umgewandelt. Die Umwandlung dieser Signale des ersten und des zweiten Bildes wird getrennt und unter Verwendung identischer Techniken durchgeführt.The signals stored in memory lines (2S-1) and 2S of the first image are converted into signals of one line of the first image. The signals stored in memory lines (2S-1) and 2S of the second image are converted into a single image line of the second image. The conversion of these signals of the first and second images is performed separately and using identical techniques.
Die Erzeugung von Bildzeilensignalen eines Bildes im vollständigen Farbfernsehsignal EMQ1-2(t) kann unter Verwendung des Codierers 22 durchgeführt werden, von dem eine Ausführungsform des Funktionsschaltbildes in Fig. 10 dargestellt ist.The generation of picture line signals of a picture in the complete color television signal EMQ1-2(t) can be carried out using the encoder 22, an embodiment of the functional diagram of which is shown in Fig. 10.
Das vollständige Farbfernsehsignal EM(t), das so erzeugt wird, wie oben mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben, wird an den Eingang des Speichers 23 im Codierer 22 (Fig. 10) übergeben. Während des Speicherns der Leuchtdichtesignale Ey(t) und der Farbartsignale Ec(t) eines Vollbildes dieses Bildes werden die Signale der räumlich benachbarten Bildzeilen, d.h. die Signale der Zeile (2S-1) des ersten Halbbildes und die Signale der Zeile (2S-1 (z+1)/2) des zweiten Halbbildes des betreffenden Bildes in Speicherzeilen (2S-1) und 2S des Speichers 23 eingegeben.The complete color television signal EM(t) generated as described above with reference to Fig. 7 is applied to the input of the memory 23 in the encoder 22 (Fig. 10). During the storage of the luminance signals Ey(t) and the chrominance signals Ec(t) of a frame of this picture, the signals of the spatially adjacent picture lines, i.e. the signals of line (2S-1) of the first field and the signals of line (2S-1 (z+1)/2) of the second field of the picture in question are input to memory lines (2S-1) and 2S of the memory 23.
Zeitlich komprimierte Farbartsignale E*c(2S-1)(t) und E*c(2S)(t) werden gleichzeitig aus den Speicherzeilen (2S-1) bzw. 2S des Speichers 23 gelesen und algebraisch im Addierer 24 des Codierers 22 summiert, wobei ein für die Speicherzeilen (2S-1) und 2S dieses Bildes gemeinsames, zeitlich komprimiertes Farbartsignal E*c(t) mit einer Hilfsträgerfrequenz erzeugt wird, die auf ihrem vorherigen Wert fo gehalten wird. Die Phasenverschiebung des unmodulierten Farbarthilfsträgers zwischen den Bildzeilen, die aus den Speicherzeilen (2S-1) und 2S erzeugt werden und aus den Speicherzeilen (2S+1) und (2S+2) des gleichen Bildes erzeugt werden, ergibt sich etwa aus φoH = π/4 (2n-1).Time-compressed chrominance signals E*c(2S-1)(t) and E*c(2S)(t) are simultaneously read from the memory lines (2S-1) and 2S of the memory 23, respectively, and summed algebraically in the adder 24 of the encoder 22, whereby a time-compressed chrominance signal E*c(t) common to the memory lines (2S-1) and 2S of this image is generated with a subcarrier frequency that is kept at its previous value fo. The phase shift of the unmodulated chrominance subcarrier between the image lines generated from the memory lines (2S-1) and 2S and generated from the memory lines (2S+1) and (2S+2) of the same image is approximately given by φoH = π/4 (2n-1).
Die Leuchtdichtesignale Ey(2s-1)(t) und Ey(2S)(t), die aus den Speicherzeilen (2S-1) und 2S des Speichers 23 gleichzeitig gelesen werden, werden verwendet, um die Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz fy zu modulieren und somit ein reflex-moduliertes Leuchtdichtesignal EyQ(t) zu erzeugen, das das reflex-modulierte Signal E&sub3;(t) bildet.The luminance signals Ey(2s-1)(t) and Ey(2S)(t) read from the memory lines (2S-1) and 2S of the memory 23 simultaneously, are used to modulate the luminance subcarrier frequency fy and thus generate a reflex-modulated luminance signal EyQ(t) which constitutes the reflex-modulated signal E₃(t).
Die Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz fy wird so gewählt, daß sie eine ungerade Harmonische eines Viertels der horizontalen Frequenz fH, d.h. fy = (2d-1)/4 fH, ist. Bei dem erzeugten reflex-modulierten Leuchtdichtesignal EyQ(t) ergibt sich die Phasenverschiebung des Hilfsträgers zwischen identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder aus φyp = +π/2 (2d+1), wobei d eine natürliche Zahl ist.The luminance subcarrier frequency fy is chosen so that it is an odd harmonic of a quarter of the horizontal frequency fH, i.e. fy = (2d-1)/4 fH. For the generated reflex-modulated luminance signal EyQ(t), the phase shift of the subcarrier between identically numbered lines of adjacent frames results from φyp = +π/2 (2d+1), where d is a natural number.
Das reflex-modulierte Leuchtdichtesignal EyQ(t) vom Ausgang des Codierers 12 wird an einen Eingang des Addierers 25 übergeben, dessen anderer Eingang das zeitlich komprimierte Farbartsignal E*c(t) empfängt, so daß an dessen Ausgang ein Signal E'MQ1(t) erzeugt wird, das die Bildzeile eines Bildes ohne Farbartsynchronisationssignal Esc darstellt und die Leuchtdichte- und Farbartdaten enthält, die in den Speicherzeilen (2S-1) und 2S des ersten Bildes gespeichert sind, die in der Zeile (2S-1) des vollständigen Farbfernsehsignals EMQ1-2(t) übertragen werden. Das Farbartsignal E'MQ2, das die Leuchtdichte- und farbartdaten enthält, die in den Speicherzeilen (2S-1) und 2S des zweiten Bildes enthalten sind, wird in der Bildzeile 2S des vollständigen Farbfernsehsignals EMQ1-2(t) übertragen, d.h. die Signale E'MQ1(t) und E'MQ2(t) werden in abwechselnden Zeilen übertragen.The reflex-modulated luminance signal EyQ(t) from the output of the encoder 12 is passed to an input of the adder 25, the other input of which receives the time-compressed chrominance signal E*c(t), so that a signal E'MQ1(t) is generated at its output, which represents the image line of an image without chrominance synchronization signal Esc and containing the luminance and chrominance data stored in the memory lines (2S-1) and 2S of the first picture, which are transmitted in the line (2S-1) of the complete color television signal EMQ1-2(t). The chrominance signal E'MQ2 containing the luminance and chrominance data stored in the memory lines (2S-1) and 2S of the second picture is transmitted in the picture line 2S of the complete color television signal EMQ1-2(t), ie the signals E'MQ1(t) and E'MQ2(t) are transmitted in alternating lines.
Die Farbartsignale des ersten und des zweiten Bildes werden während der entsprechenden Austastintervalle übertragen, und die reflex-modulierten Leuchtdichtesignale des ersten und des zweiten Bildes werden ohne eine Zeitskalierung in den aktiven Zeilen des vollständigen Fernsehsignals EMQ1-2(t) übertragen, wobei identisch numerierte Zeilen benachbarter Vollbilder Signale ein und derselben beiden Bilder transportieren.The chrominance signals of the first and second images are transmitted during the corresponding blanking intervals, and the reflex-modulated luminance signals of the first and second images are transmitted without time scaling in the active lines of the complete television signal EMQ1-2(t), with identically numbered lines of adjacent frames carrying signals of one and the same two images.
Das vollständige Farbfernsehsignal EMQ1-2(t), das Bildzeilen des ersten und des zweiten Bildes enthält, wird mittels eines Codierers erzeugt, von dem die Ausführungsform eines Funktionsschaltbildes in Fig. 11 dargestellt ist. Hier werden die Signale E'MQ1(t) und E'MQ2(t) von den Codierern 22&sub1; und 22&sub2;, die so beschaffen sind wie der Codierer 22, der oben mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben worden ist, im Addierer 26 (Fig. 11) summiert, der auch Synchronisationssignale Esc und zusätzliche Datensignale zum Mischen in das vollständige Farbfernsehsignal EMQ1-2(t) empfängt.The complete color television signal EMQ1-2(t) containing picture lines of the first and second picture is generated by means of an encoder, the embodiment of a functional diagram is shown in Fig. 11. Here, the signals E'MQ1(t) and E'MQ2(t) from the encoders 22₁ and 22₂, which are of the same type as the encoder 22 described above with reference to Fig. 10, are summed in the adder 26 (Fig. 11) which also receives synchronization signals Esc and additional data signals for mixing into the complete color television signal EMQ1-2(t).
Die Struktur der beiden aufeinanderfolgenden Zeilen des vollständigen Farbfernsehsignals EMQ-2(t) ist in Fig. 12 dargestellt.The structure of the two consecutive lines of the complete color television signal EMQ-2(t) is shown in Fig. 12.
Bei einer Bildzeilendauer von to-1 bis to-2 für das erste Bild und von to-2 bis to-3 für das zweite Bild (wobei diese Zeilendauern gleich sind) werden Synchronisationssignale in den Intervallen to-1 bis t&sub1;&submin;&sub1; und to-2 bis t1-2 übertragen, Farbartsignale E*c(t) werden in den Intervallen t2-1 bis t3-1 und t&sub2;&submin;&sub2; bis t&sub3;&submin;&sub2; übertragen, die reflex-modulierten Leuchtdichtesignale EyQ(t) werden in den Intervallen t&sub4;&submin;&sub1; bis t&sub5;&submin;&sub1; und t&sub4;&submin;&sub2; bis t&sub5;&submin;&sub2; übertragen; die Intervalle t&sub1;&submin;&sub1; bis t&sub2;&submin;&sub1;, t&sub1;&submin;&sub2; bis t&sub2;&submin;&sub2;, t&sub3;&submin;&sub1; bis t&sub4;&submin;&sub1;, t&sub3;&submin;&sub2; bis t&sub4;&submin;&sub2;, t&sub5;&submin;&sub1; bis to-2, t&sub5;&submin;&sub2; bis to-3 sind Schutzbereiche.With a picture line duration of t0-1 to t0-2 for the first picture and of t0-2 to t0-3 for the second picture (these line durations being equal), synchronization signals are transmitted in the intervals t0-1 to t1-1 and t1-2 to t1-2, chrominance signals E*c(t) are transmitted in the intervals t2-1 to t3-1 and t2-2 to t3-2, the reflex-modulated luminance signals EyQ(t) are transmitted in the intervals t4-1 to t5-1 and t4-2 to t5-2; the intervals t1-1 to t₂�min;₁, t₁�min;₂ to t₂�min;₂, t₃�min;₁ to t₄�min;₁, t₃�min;₂ to t₄₱₂, t₅₱₁ to to-2, t₅�min;₂ up to-3 are protection areas.
Auf der Empfangsseite werden die Farbartsignale E*c(t) und die reflex-modulierten Leuchtdichtesignale EyQ(t) des ersten und des zweiten Bildes aus dem vollständigen Farbfernsehsignal EMQ1-2(t) herausgelöst. Diese Signale werden mittels gleicher Techniken in den Prozessoren 27&sub1; und 27&sub2; verarbeitet. Eine Ausführungsform des Funktionsschaltbildes zur Verarbeitung der vollständigen Farbfernsehsignale EMQ1-2 ist in Fig. 13 dargestellt.On the receiving side, the chrominance signals E*c(t) and the reflex-modulated luminance signals EyQ(t) of the first and second images are extracted from the complete color television signal EMQ1-2(t). These signals are processed using the same techniques in the processors 27₁ and 27₂. An embodiment of the functional diagram for processing the complete color television signals EMQ1-2 is shown in Fig. 13.
Die Herauslösung der vollständigen Farbfernsehsignale des ersten Bildes aus dem zweiten und die Demodulation des Farbartsignals E*c(t) und des reflex-modulierten Leuchtdichtesignals EyQ(t) in jedem vollständigen Farbfernsehsignal wird erreicht mit Hilfe des Signalseparators 5, der auch für die Herauslösung von Synchronisations- und zusätzlichen Datensignalen Es und Ed, sorgt.The separation of the complete color television signals of the first picture from the second and the demodulation of the chrominance signal E*c(t) and the reflex-modulated luminance signal EyQ(t) in each complete color television signal is achieved with the help of the signal separator 5, which also ensures the separation of synchronization and additional data signals Es and Ed.
Die Decoder 27&sub1; und 27&sub2;, die für die Verarbeitung der Signale des ersten und des zweiten Bildes sorgen, erzeugen an ihren Ausgängen jeweils das Leuchtdichtesignal Ey1(t) und Farbdifferenzsignale E(B-Y)1(t) und E(R-Y)1(t) des ersten Bildes und das Leuchtdichtesignal Ey2(t) und Farbdifferenzsignale E(B-Y)2(t) und E(R-Y)2(t) des zweiten Bildes. Wegen der Gleichheit dieser Abläufe zeigt Fig. 14 eine Ausführungsform des Funktionsschaltbildes der Verarbeitung eines dieser Bildsignale mittels Decoder 27.The decoders 27₁ and 27₂, which process the signals of the first and second images, generate at their outputs the luminance signal Ey1(t) and color difference signals E(B-Y)1(t) and E(R-Y)1(t) of the first image and the luminance signal Ey2(t) and color difference signals E(B-Y)2(t) and E(R-Y)2(t) of the second image. Because of the similarity of these processes, Fig. 14 shows an embodiment of the functional diagram of the processing of one of these image signals by means of decoder 27.
Die Farbartsignale E*c(t) einer Bildzeile, die aus dem vollständigen Farbfernsehsignal herausgelöst worden sind, werden vom Ausgang des Separators 5 (Fig. 13) an den Eingang des Farbfernsehverarbeitungskanals 6 übergeben, der oben mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben worden ist. Die Phasendifferenz zwischen harmonischen Signalen, mit denen die verzögerten und die unverzögerten folgen des Farbartsignals E*c(t) im Prozessor 10 im Farbartsignalverarbeitungskanal 6 multipliziert werden, wird so gewählt, daß sie π + Δφo = π/2 (2n+1) entspricht.The chrominance signals E*c(t) of a picture line, which have been separated from the complete color television signal, are passed from the output of the separator 5 (Fig. 13) to the input of the color television processing channel 6, which was described above with reference to Fig. 9. The phase difference between harmonic signals by which the delayed and undelayed sequences of the chrominance signal E*c(t) are multiplied in the processor 10 in the chrominance signal processing channel 6 is chosen so that it corresponds to π + Δφo = π/2 (2n+1).
Die Farbdifferenzsignale ER-Y(t) und EB-Y(t), die an den Ausgängen des Kanals 6 erzeugt werden, werden verwendet, um die Farbartdaten, die in Speicherzeilen (2S-1) und 2S des gegebenen Bildes gespeichert sind, zu reproduzieren, und werden in die Speicher 28&sub1; bzw. 28&sub2; (Fig. 14) eingegeben.The color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) produced at the outputs of channel 6 are used to reproduce the chrominance data stored in memory lines (2S-1) and 2S of the given image and are input to memories 28₁ and 28₂ (Fig. 14), respectively.
Das Lesen des Farbdifferenzsignals ER-Y(t) aus der Speicherzeile (2S-1) wird im ersten Halbbild während der Reproduktion der Bildzeile (2S-1) durchgeführt.Reading of the color difference signal ER-Y(t) from the memory line (2S-1) is carried out in the first field during reproduction of the image line (2S-1).
Das Lesen des Farbdifferenzsignals ER-Y aus der Speicherzeile 2S wird nach einem Zeitintervall von T1 = (z+1)/2 τH während der Reproduktion der Bildzeile (2S-1 + (z+1)/2) im zweiten Halbbild durchgeführt.Reading of the color difference signal ER-Y from the memory line 2S is carried out after a time interval of T1 = (z+1)/2 τH during reproduction of the image line (2S-1 + (z+1)/2) in the second field.
Das Schreiben und Lesen des Farbdifferenzsignals EB-Y(t) in und aus den entsprechenden Speicherzeilen (2S-1) und 2S des Speichers 28&sub2; ist identisch mit dem, was oben beschrieben worden ist.Writing and reading of the color difference signal EB-Y(t) into and from the corresponding memory lines (2S-1) and 2S of the memory 28₂ is identical to what has been described above.
Die Verarbeitung des reflex-modulierten Leuchtdichtesignals EyQ(t), das aus den Bildzeilen des vollständigen Farbfernsehsignals mittels Separator 5 (Fig. 13) herausgelöst worden ist, wird mittels des Prozessors (Decoders) 29 durchgeführt (Fig. 14).The processing of the reflex-modulated luminance signal EyQ(t), which has been separated from the image lines of the complete color television signal by means of separator 5 (Fig. 13), is carried out by means of the processor (decoder) 29 (Fig. 14).
Das reflex-modulierte Leuchtdichtesignal EyQ(t) eines Bildes wird an den Eingang des Prozessors 10 der reflex-modulierten Signale der Form E&sub3;(t) übergeben, der oben mit Bezug auf Fig. 4 und 5 beschrieben worden ist. Die weitere Verarbeitung des reflex-modulierten Leuchtdichtesignals EyQ(t) kann sowohl mit Signalumsetzung auf eine höhere Trägerfrequenz, wie in Fig. 4, als auch direkt auf der Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz (fy) durchgeführt werden. Reflex-modulierte Leuchtdichtesignale EyQ(t) werden um eine Vollbilddauer verzögert, tp = z τH, wobei τH die Zeilendauer, τH = 1/fH, ist.The reflex-modulated luminance signal EyQ(t) of an image is passed to the input of the processor 10 of the reflex-modulated signals of the form E₃(t) described above with reference to Figs. 4 and 5. The further processing of the reflex-modulated luminance signal EyQ(t) can be carried out both with signal conversion to a higher carrier frequency, as in Fig. 4, and directly on the luminance subcarrier frequency (fy). Reflex-modulated luminance signals EyQ(t) are delayed by a frame duration, tp = z τH, where τH is the line duration, τH = 1/fH.
Im Prozessor 10 (Fig. 4) wird die unverzögerte Folge des Signals EyQ(t) an die Eingänge der Verzögerungseinheit 11 und des Multiplizierers 12&sub1; angelegt. Im Multiplizierer 12&sub1; wird das Signal EyQ(t) mit einem harmonischen Signal U&sub1; = 2 cos ωxy(t) multipliziert, wobei ωxy = 2π fxy gilt, wobei fxy die harmonische Signalfrequenz ist und höher ist als die obere Grenzfrequenz fmax im Spektrum des reflex-modulierten Leuchtdichtesignals EyQ(t).In the processor 10 (Fig. 4), the undelayed sequence of the signal EyQ(t) is applied to the inputs of the delay unit 11 and the multiplier 12₁. In the multiplier 12₁, the signal EyQ(t) is multiplied by a harmonic signal U₁ = 2 cos ωxy(t), where ωxy = 2π fxy, where fxy is the harmonic signal frequency and is higher than the upper limit frequency fmax in the spectrum of the reflex-modulated luminance signal EyQ(t).
Das verzögerte Signal EyQ(t-tp) wird im Multiplizierer 12&sub2; mit einem harmonischen Signal U&sub2;(t) = 2 cos [ωxyt + π/2 (2n-1)] multipliziert.The delayed signal EyQ(t-tp) is multiplied in the multiplier 12₂ by a harmonic signal U₂(t) = 2 cos [ωxyt + π/2 (2n-1)].
Die Ausgangsspannungen der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub2; werden an den Addierer 13 übergeben, wodurch ein Signal entsteht mit vollen Seitenbändern und einer Trägerfrequenz fxy±fy, die höher ist als die obere Grenzfrequenz fmax in dein Spektrum des reflex-modulierten Leuchtdichtesignals EyQ(t).The output voltages of the multipliers 12₁ and 12₂ are passed to the adder 13, whereby a signal is produced with full sidebands and a carrier frequency fxy±fy which is higher than the upper limit frequency fmax in the spectrum of the reflex-modulated luminance signal EyQ(t).
Nach der Gleichrichtung dieses Signals in den Synchrondetektoren 14&sub1; und 14&sub2; werden das Leuchtdichtesignal Ey(2S-1)(t) der Bildzeile (2S-1) des ersten Halbbildes und das Leuchtdichtesignal Ey(2S)(t) der Bildzeile (2S-1 + (z+1)/2) des zweiten Halbbildes des gleichen Bildes aus den Ausgangssignalen der Synchrondetektoren 14&sub1; und 14&sub2; herausgelöst.After rectification of this signal in the synchronous detectors 14₁ and 14₂, the luminance signal Ey(2S-1)(t) of the picture line (2S-1) of the first field and the luminance signal Ey(2S)(t) of the picture line (2S-1 + (z+1)/2) of the second field of the same picture are extracted from the output signals of the synchronous detectors 14₁ and 14₂.
Das reflex-modulierte Leuchtdichtesignal EyQ(t) kann direkt auf der Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz fy mittels des Prozessors 10 (Fig. 5) wie folgt verarbeitet werden. Das unverzögerte Signal EyQ(t) wird mit einem harmonischen Signal U&sub1;(t) = 2 cos ωy t im Multiplizierer 12&sub1; multipliziert, das verzögerte Signal wird mit einem harmonischen Signal U&sub2;(t) = 2 sin [ωyt + π/2 (2d+1)] im Multiplizierer 12&sub2; multipliziert, und die Produkte werden an den Addierer 13&sub1; zur algebraischen Summierung übergeben.The reflex-modulated luminance signal EyQ(t) can be processed directly on the luminance subcarrier frequency fy by the processor 10 (Fig. 5) as follows. The undelayed signal EyQ(t) is multiplied by a harmonic signal U₁(t) = 2 cos ωy t in the multiplier 12₁, the delayed signal is multiplied by a harmonic signal U₂(t) = 2 sin [ωyt + π/2 (2d+1)] in the multiplier 12₂, and the products are passed to the adder 13₁ for algebraic summation.
Die so ermittelte algebraische Summe am Ausgang des Addierers 13&sub1; ist das Leuchtdichtesignal Ey(2S-1)(t) der Bildzeile (2S-1) des ersten Halbbildes.The algebraic sum thus determined at the output of the adder 13₁ is the luminance signal Ey(2S-1)(t) of the image line (2S-1) of the first field.
Das unverzögerte Signal EyQ(t) wird auch an den Multiplizierer 12&sub3; zur Multiplikation mit einem harmonischen Signal U&sub3;(t) = 2 sin ωy t angelegt, und das Verzögerungssignal wird an den Multiplizierer 12&sub4; zur Multiplikation mit einem harmonischen Signal U&sub4;(t) = 2 sin [ωyt + π/2 (2d+1)] übergeben. Die algebraische Summierung der Produkte im Addierer 13&sub2; ergibt direkt das Leuchtdichtesignal Ey(2s)(t) der Zeile (2S-1 + (z+1)/2) des zweiten Halbbildes.The undelayed signal EyQ(t) is also applied to the multiplier 12₃ for multiplication by a harmonic signal U₃(t) = 2 sin ωy t and the delay signal is applied to the multiplier 12₄ for multiplication by a harmonic signal U₄(t) = 2 sin [ωyt + π/2 (2d+1)]. The algebraic summation of the products in the adder 13₂ gives directly the luminance signal Ey(2s)(t) of the line (2S-1 + (z+1)/2) of the second field.
Die Signale Ey(2s-1)(t) und Ey(2s)(t) werden in Speicherzeilen (2S-1) und 2S im Speicher 30 (Fig. 14) eingegeben.The signals Ey(2s-1)(t) and Ey(2s)(t) are input to memory lines (2S-1) and 2S in memory 30 (Fig. 14).
Das Lesen des Signals Ey(t) aus der Speicherzeile (2S-1) wird während der Reproduktion der Bildzeile (2S-1) des ersten Halbbildes durchgeführt und das Lesen des Leuchtdichtesignals Ey(t) aus der Speicherzeile 2S wird mit einer Verzögerung von T&sub1; = (z+1)/2 τH während der Reproduktion der Bildzeile (2S-1 + (z+1)/2) im zweiten Halbbild durchgeführt.The reading of the signal Ey(t) from the memory line (2S-1) is carried out during the reproduction of the image line (2S-1) of the first field and the reading of the luminance signal Ey(t) from the memory line 2S is with a delay of T₁ = (z+1)/2 τH during the reproduction of the image line (2S-1 + (z+1)/2) in the second field.
Die Zeilensprungabtastsignale werden also am Ausgang des Decoders 27 der Signale eines einzelnen Bildes wiederhergestellt.The interlaced scanning signals are thus restored at the output of the decoder 27 of the signals of a single picture.
Die oben beschriebene Verarbeitung des vollständigen Farbfernsehsignals EMQ1-2(t) der beiden Bilder ist auf die Reproduktion von Stereofarbbildern und auch auf die Übertragung von zwei unabhängigen Programmen mit nachfolgender Transcodierung auf der Empfangsseite in Signale von genormten oder anderen Fernsehsystemen anwendbar.The processing of the complete color television signal EMQ1-2(t) of the two images described above is applicable to the reproduction of stereo color images and also to the transmission of two independent programs with subsequent transcoding at the receiving end into signals from standardized or other television systems.
Die Übertragung von zwei unabhängigen Programmen kann deren Trennung in einer Zwischenstation erfordern, wobei jedes Programm danach mittels eines vollständigen Farbfernsehsignals EM(t) (Fig. 8) des erfindungsgemäßen Fernsehsystems übertragen werden kann.The transmission of two independent programs may require their separation in an intermediate station, whereby each program can then be transmitted by means of a complete color television signal EM(t) (Fig. 8) of the television system according to the invention.
In diesem Fall wird die Verarbeitung des vollständigen Fernsehsignals EMQ1-2(t) und die Herauslösung des reflex-modulierten Leuchtdichtesignals EyQ(t) in einer Zwischenstation durchgeführt, ohne die Farbartsignale E*c(t) zu decodieren, was auf der Empfangsseite durchgeführt wird, z.B. direkt in den Fernsehgeräten, was identisch ist mit dem, was oben mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben worden ist.In this case, the processing of the complete television signal EMQ1-2(t) and the extraction of the reflex-modulated luminance signal EyQ(t) is carried out in an intermediate station without decoding the chrominance signals E*c(t), which is carried out on the receiving side, e.g. directly in the television sets, which is identical to what has been described above with reference to Fig. 9.
In der Zwischenstation werden das erste und das zweite Bild aus den Bildzeilensignalen E*c(t) des entsprechenden Bildes im vollständigen Farbfernsehsignal EMQ1-2(t) herausgelöst. Dies wird erreicht in dem Verarbeitungskanal jedes Bildes, indem um ein Intervall T&sub1; = (z+1)/2 τH verzögert wird und die unverzögerte folge im horizontalen Austastintervall des wiedergewonnenen Leuchtdichtesignals Ey(2S1)(t) der Bildzeile (2S-1) des gegebenen Bildes untergebracht wird, wogegen die verzögerte Folge von Farbartsignalen E*c(t) im horizontalen Austastintervall des wiedergewonnenen Leuchtdichtesignals Ey(2S)(t) der Bildzeile (2S-1 + (z+1)/2) des gleichen Bildes untergebracht wird.In the intermediate station, the first and second images are extracted from the scan line signals E*c(t) of the corresponding image in the complete color television signal EMQ1-2(t). This is achieved in the processing channel of each image by delaying by an interval T₁ = (z+1)/2 τH and accommodating the undelayed sequence in the horizontal blanking interval of the recovered luminance signal Ey(2S1)(t) of the scan line (2S-1) of the given image, whereas the delayed sequence of chrominance signals E*c(t) is accommodated in the horizontal blanking interval of the recovered luminance signal Ey(2S)(t) of the scan line (2S-1 + (z+1)/2) of the same image.
Die Erzeugung von zwei Programmen von vollständigen Farbfernsehsignalen EM1(t) und EM(t) aus dem vollständigen Farbfernsehsignal EMQ1-2(t) kann mit einer Konfiguration erreicht werden, von der eine Ausführungsform des Funktionsschaltbildes in Fig. 15 dargestellt ist.The generation of two programs of complete color television signals EM1(t) and EM(t) from the complete color television signal EMQ1-2(t) can be achieved with a configuration of which an embodiment of the functional diagram is shown in Fig. 15.
Die reflex-modulierten Leuchtdichtesignale EyQ(t) und die Leuchtdichtesignale E*c(t), die aus dem empfangenen Signal EMQ1-2(t) mittels Separator 5 herausgelöst worden sind, werden an ihre entsprechenden Verarbeitungskanäle 31&sub1;, 31&sub2; übergeben, wo sie identisch verarbeitet werden, so daß nur der Kanal 31&sub1; hier beschrieben werden muß.The reflex-modulated luminance signals EyQ(t) and the luminance signals E*c(t) which have been separated from the received signal EMQ1-2(t) by means of separator 5 are passed to their corresponding processing channels 31₁, 31₂, where they are processed identically, so that only channel 31₁ needs to be described here.
Die reflex-modulierten Leuchtdichtesignale EyQ(t) werden im Decoder 29 verarbeitet, wie oben mit Bezug auf Fig. 14 beschrieben.The reflex-modulated luminance signals EyQ(t) are processed in the decoder 29 as described above with reference to Fig. 14.
Die Leuchtdichtesignale E*c(t) werden gleichzeitig in die Speicherzeilen (2S-1) und 2S des Speichers 28 (Fig. 15) geschrieben. Das Farbartsignal E*c(t), das aus der Speicherzeile (2S-1) gelesen wird, wird im horizontalen Austastintervall der Zeile (2S-1) des Leuchtdichtesignals Ey(t) im Addierer 32 untergebracht. Das Lesen des Farbartsignals E*c(t) aus der Speicherzeile 2S wird um T&sub1; = (z+1)/2 τH verzögert, um dieses Signal im Horizontalaustastintervall der Zeile (2S-1 + (z+1)/2) des Leuchtdichtesignals Ey(t) mittels des Addierers 32 unterzubringen.The luminance signals E*c(t) are simultaneously written into the memory lines (2S-1) and 2S of the memory 28 (Fig. 15). The chrominance signal E*c(t) read from the memory line (2S-1) is placed in the horizontal blanking interval of the line (2S-1) of the luminance signal Ey(t) in the adder 32. The reading of the chrominance signal E*c(t) from the memory line 2S is delayed by T₁ = (z+1)/2 τH in order to place this signal in the horizontal blanking interval of the line (2S-1 + (z+1)/2) of the luminance signal Ey(t) by the adder 32.
Farbfernsehsignale EM1(t) und EM2(t) der mit Zeilensprung abgetasteten Bilder des ersten bzw. des zweiten Programms werden an den Ausgängen der Verarbeitungskanäle 31&sub1; und 31&sub2; erzeugt.Color television signals EM1(t) and EM2(t) of the interlaced scanned pictures of the first and second programs, respectively, are generated at the outputs of the processing channels 31₁ and 31₂.
Nachstehend werden Ausführungsformen der Erzeugung eines einzelnen Bildsignals auf der Sendeseite und die Verarbeitung des Signals auf der Empfangsseite beschrieben.Embodiments of generating a single image signal on the transmitting side and processing the signal on the receiving side are described below.
Als Farbartsignal E*c(2S-1)(t) einer Bildzeile (2S-1) im ersten Halbbild gilt:The chrominance signal E*c(2S-1)(t) of a picture line (2S-1) in the first field is:
E*CR-Y(t) cos k ωo[t+(2S-1)τH] + E*B-Y(t) sin k ωo [t+(2S-1)τH], wobei k der Zeitkomprimierungsfaktor des Farbartsignals E*c(t) ist und ωo = 2π fo gilt. Dieses Signal wird in die entsprechende Speicherzeile des Speichers 23 geschrieben (Fig. 10).E*CR-Y(t) cos k ωo[t+(2S-1)τH] + E*B-Y(t) sin k ωo [t+(2S-1)τH], where k is the time compression factor of the chrominance signal E*c(t) and ωo = 2π fo. This signal is written into the corresponding memory line of the memory 23 (Fig. 10).
Das Farbartsignal E*c(2S-1)(t + (z+1)/2τH) des gleichen Bildes wird in die Speicherzeile 2S des Speichers 23 eingegeben und entspricht der Bildzeile (2S-1 + (z+1)/2) des zweiten Halbbildes:The chrominance signal E*c(2S-1)(t + (z+1)/2τH) of the same image is entered into the memory line 2S of the memory 23 and corresponds to the image line (2S-1 + (z+1)/2) of the second field:
E*R-Y(t)cos k ωo[t + (2S-1 + (z+1)/2)τH] + EB-Y(t) sin k ωo[t + (2S-1+(z+1)/2)τH].E*R-Y(t)cos k ωo[t + (2S-1 + (z+1)/2)τH] + EB-Y(t) sin k ωo[t + (2S-1+(z+1)/2)τH].
Das Summieren dieser Spannungen im Addierer 24 liefert eine Phase des unmodulierten Farbartträgers im summierten Farbartsignal E*c(t), die kωo(2S-1 + (z+1)/2)τH entspricht. Die Summierung des Farbartsignals E*c(2s)(t) der Bildzeile 2S des ersten Halbbildes dieses gleichen Bildes und das Farbartsignal E*c(2S)(t+ (z+1)/2 τH) der Zeile (2S + (z+1)/2) des zweiten Halbbildes im Addierer 24 erzeugt ein Signal Ec(t+2 τH) mit einer unmodulierten Hilfsträgerphase k ωo(2S + (z+1)/2)τH, weil diese Signale jeweils in die Speicherzeilen (2S-1) und (2S+1) und in die Speicherzeilen (2S) und (2S+2) mit einem Intervall τH im ersten Halbbild und mit einer Verzögerung τH im zweiten Halbbild eingegeben wurden und aus dem Speicher 23 mit einer Verzögerung 2 τH gelesen werden. Die Phasenverschiebung des unmodulierten Hilfsträgers ein und desselben Bildes während eines Intervalls 2 τH zwischen Signalen E*c(t) und E*c(t+2 τH) beträgt k ωo τH = k φoH, was nach der Zeitdehnung um einen Faktor 1/k auf der Empfangsseite umgewandelt wird in Δφo = φoH = 2π fo τH oder etwa π/2 (2n-1). Die Verarbeitung eines Farbartsignals Ec(t) mit einer solchen Phasenverschiebung zwischen den verzögerten und unverzögerten Signalfolgen in den Reflex-Modulationssignalprozessoren 10, die die Signale E&sub3;(t) (Fig. 4 und 5) verarbeiten, wird in der Beschreibung eines Fernsehsystems mit gleichzeitiger Übertragung von Farbdifferenzsignalen während des Austastintervalls näher beschrieben. Der einzige Unterschied besteht darin, daß das Signal Ec(t) um 2 τH in der Verzögerungseinheit 11 des Prozessors 10 verzögert wird, was oben dargestellt worden ist.Summing these voltages in the adder 24 yields a phase of the unmodulated chrominance carrier in the summed chrominance signal E*c(t) which corresponds to kωo(2S-1 + (z+1)/2)τH. The summation of the chrominance signal E*c(2s)(t) of the picture line 2S of the first field of this same picture and the chrominance signal E*c(2S)(t+ (z+1)/2 τH) of the line (2S + (z+1)/2) of the second field in the adder 24 produces a signal Ec(t+2 τH) with an unmodulated subcarrier phase k ωo(2S + (z+1)/2)τH, because these signals were respectively input into the memory lines (2S-1) and (2S+1) and into the memory lines (2S) and (2S+2) with an interval τH in the first field and with a delay τH in the second field and are read from the memory 23 with a delay 2 τH. The phase shift of the unmodulated subcarrier of one and the same picture during an interval 2 τH between signals E*c(t) and E*c(t+2 τH) is k ωo τH = k φoH, which after time dilation by a factor of 1/k is converted on the receiving side into Δφo = φoH = 2π fo τH or approximately π/2 (2n-1). The processing of a chrominance signal Ec(t) with such a phase shift between the delayed and undelayed signal sequences in the reflex modulation signal processors 10 which process the signals E₃(t) (Figs. 4 and 5) is described in more detail in the description of a television system with simultaneous transmission of color difference signals during the blanking interval. The only difference is that the signal Ec(t) is delayed by 2 τH in the delay unit 11 of the processor 10, which has been shown above.
Da die Phasenverschiebung eine relative Größe ist, gilt ωo(2S-1+(z+1)/4)τH = 0 (Referenzphase), so daß ωo(2S+ (z+1)/4)τH = φoH = π/2(2n-1) gilt.Since the phase shift is a relative quantity, ωo(2S-1+(z+1)/4)τH = 0 (reference phase), so that ωo(2S+ (z+1)/4)τH = φoH = π/2(2n-1).
Die Ergebnisse bleiben unverändert, wenn ωo(2S-1) + (z+1)/4)τH = φoH1 in die Gleichungen (1) und (2) eingeführt wird, wenn gleichzeitig φοH1 in die Gleichungen für U&sub1;(t) und U&sub2;(t) in der Beschreibung des Prozessors 10 gemäß Fig. 4 und in die Gleichungen für U&sub1;(t), U&sub2;(t), U&sub3;(t), U&sub4;(t) in der Beschreibung der Arbeitsweise des Prozessors 10 mit Bezug auf Fig. 5 eingeführt wird. In diesem Fall sollte die Phase des Hilfsträgers in der verzögerten Folge von Signalen Ec(t), ωo(2S+(z+1)/2)τH, lauten φoH1 + φoH = φoH1 + π/2(2n-1).The results remain unchanged if ωo(2S-1) + (z+1)/4)τH = φoH1 is introduced into equations (1) and (2) when at the same time φφH1 is introduced into the equations for U₁(t) and U₂(t) in the description of the processor 10 according to Fig. 4 and into the equations for U₁(t), U₂(t), U₃(t), U₄(t) in the description of the operation of the processor 10 with reference to Fig. 5 is introduced. In this case, the phase of the subcarrier in the delayed sequence of signals Ec(t), ωo(2S+(z+1)/2)τH, should be φoH1 + φoH = φoH1 + π/2(2n-1).
Die Verarbeitung von reflex-modulierten Leuchtdichtesignalen EyQ(t) in Kanal 7 (Fig. 3) wird auch erreicht mittels des Prozessors 10 der reflex-modulierten Signale E&sub3;(t), von dem Ausführungsformen des Funktionsschaltbildes in Fig. 4 und 5 dargestellt sind.The processing of reflex-modulated luminance signals EyQ(t) in channel 7 (Fig. 3) is also achieved by means of the processor 10 of the reflex-modulated signals E₃(t), embodiments of the functional diagram of which are shown in Figs. 4 and 5.
Zur Erzeugung des reflex-modulierten Leuchtdichtesignals EyQ(t) eines der Bilder gehört die Modulation der Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz fy mit Signalen, die gelesen werden aus den Speicherzeilen (2S-1) und 2S des Speichers 23 (Fig. 10) des Leuchtdichtesignals Ey(2S-1) der Bildzeilen (2S-1) des ersten Halbbildes und des Luminanzsignals Ey(2S)(t) der Bildzeile (2S-1 + (z+1)/2) des zweiten Halbbildes, so daß gilt:The generation of the reflex-modulated luminance signal EyQ(t) of one of the images involves modulating the luminance subcarrier frequency fy with signals read from the memory lines (2S-1) and 2S of the memory 23 (Fig. 10), the luminance signal Ey(2S-1) of the image lines (2S-1) of the first field and the luminance signal Ey(2S)(t) of the image line (2S-1 + (z+1)/2) of the second field, so that:
EyQ(t) = Ey(2S-1)(t)cos ωyt + Ey(2S)(t) sin ωyt, waarin ωx = 2πfy.EyQ(t) = Ey(2S-1)(t)cos ωyt + Ey(2S)(t) sin ωyt, where ωx = 2πfy.
Da die Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz fy gleich (2d-1)/4 fH ist, beträgt die Phasendifferenz φyp des unmodulierten Leuchtdichtehilfsträgers in identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder:Since the luminance subcarrier frequency fy is equal to (2d-1)/4 fH, the phase difference φyp of the unmodulated luminance subcarrier in identically numbered lines of adjacent frames is:
φyp = 2πfyZτH = 2π (2d-1)/4 z = 2π (2d-1)z/4.φyp = 2πfyZτH = 2π (2d-1)/4 z = 2π (2d-1)z/4.
Bei jeder vierten Bildzeile ist also die Phasenverschiebung des unmodulierten Leuchtdichtehilfsträgers gleich 2π (2d-1), d.h. eine ganzzahlige Anzahl von Perioden, so daß die Gleichung für φyp auch folgendermaßen geschrieben werden kann: For every fourth image line, the phase shift of the unmodulated luminance subcarrier is equal to 2π (2d-1), ie an integer number of periods, so that the equation for φyp can also be written as follows:
wobei Δz die minimale Anzahl von Zeilen ist, die algebraisch von der Anzahl von Vollbildzeilen z subtrahiert werden soll, um eine natürliche Zahl (z-Δz)/4 zu erhalten. Dann gilt: where Δz is the minimum number of lines that should be algebraically subtracted from the number of frame lines z to obtain a natural number (z-Δz)/4. Then:
Bei Zeilensprungabtastung ist z immer eine ungerade Zahl, wogegen z - Δz von dem ein Viertel eine ganze Zahl ist, immer eine gerade Zahl ist, und folglich ist Δz immer ungerade, und es kann nachgewiesen werden, daß bei einein ungeraden z » 1 der Wert von Δz immer entweder +1 oder -1 ist. In diesem Fall gilt: cos (ωyt + φyp) = cos [ωyt ± π/2 (2d-1)). Die Gleichungen (1) bis (5) können verwendet werden, um die Verarbeitung des reflexmodulierten Leuchtdichtesignals EyQ(t) im Prozessor 10 (Fig. 4) zu beschreiben, wobei in diesen Gleichungen die folgenden Ersetzungen durchgeführt werden:In interlaced scanning, z is always an odd number, whereas z - Δz, a quarter of which is an integer, is always an even number, and hence Δz is always odd, and it can be shown that when z » 1 is odd, the value of Δz is always either +1 or -1. In this case, cos (ωyt + φyp) = cos [ωyt ± π/2 (2d-1)). Equations (1) to (5) can be used to describe the processing of the reflex modulated luminance signal EyQ(t) in the processor 10 (Fig. 4), whereby the following substitutions are made in these equations:
E&sub3;(t) = EyQ(t); E&sub1;&submin;&sub1;(t) = Ey(S2-1)(t); E&sub1;&submin;&sub2;(t) = Ey(2S)(t);E3(t) = EyQ(t); E₁₋₁(t) = Ey(S2-1)(t); E₁₋₂(t) = Ey(2S)(t);
ω = ωy = 2πfy; q = z; qφH = ±π/2 (2d-1); T = ZtH.ω = ωy = 2πfy; q = z; qφH = ±π/2 (2d-1); T = ZtH.
Das Signal, das am Eingang der Verzögerungseinheit 11 und an einem der Eingänge des Multiplizierers 12&sub1; ankommt (Gleichung (12)), ergibt sich also aus E&sub3;(t) = EyQ(t) = Ey(2S-1)(t) cos ωyt + Ey(2S)(t) sin ωyt, und zwar bei einem harmonischen Signal U&sub1;(t) = 2 cos ωxy t, wobei ωxy = 2π fxy gilt und fxy höher ist als die obere Grenzfrequenz fmax im Spektrum des reflex- modulierten Leuchtdichtesignals EyQ(t).The signal arriving at the input of the delay unit 11 and at one of the inputs of the multiplier 12₁ (equation (12)) is therefore given by E₃(t) = EyQ(t) = Ey(2S-1)(t) cos ωyt + Ey(2S)(t) sin ωyt, namely for a harmonic signal U₁(t) = 2 cos ωxy t, where ωxy = 2π fxy and fxy is higher than the upper limit frequency fmax in the spectrum of the reflection-modulated luminance signal EyQ(t).
Die Spannung, die vom Ausgang der Verzögerungseinheit 11 an einem der Eingänge des Multiplizierers 12&sub2; ankommt (Gleichung (2)), ergibt sich aus:The voltage arriving from the output of the delay unit 11 at one of the inputs of the multiplier 12₂ (equation (2)) is given by:
E&sub3;(t-T) = EyQ(t-zτH) = Ey(2S-1)(t) cos [ωyt + π/2 (2d-1)] + Ey(2S)(t) sin [ωyt + π/2 (2d-1)].E3(t-T) = EyQ(t-zτH) = Ey(2S-1)(t) cos [ωyt + π/2 (2d-1)] + Ey(2S)(t) sin [ωyt + π/2 (2d-1)].
Der zweite Eingang des Multiplizierers 12&sub2; empfängt ein harmonisches Signal U&sub2;(t) = 2 cos [ωxyt + π ± π/2 (2d-1)]. Die Ausgangssignalspannungen von den Multiplizierern 12&sub1; und 12&sub2;, die an den Addierer 13 übergeben werden (Gleichungen (2) und (4)) ergeben sich aus:The second input of the multiplier 12₂ receives a harmonic signal U₂(t) = 2 cos [ωxyt + π ± π/2 (2d-1)]. The output signal voltages from the multipliers 12₁ and 12₂ which are passed to the adder 13 (equations (2) and (4)) are given by:
E&sub3;(t) U&sub1;(t) = EyQ(t) 2cosωxyt = Ey(2S-1)(t)[cos(ωxy - ωy)t+cos(ωxy + ωy)tl +Ey(2s)(t)[-sin(ωxy-ωy)t+sin(ωxy+ωy)t]E₃(t) U₁(t) = EyQ(t) 2cosωxyt = Ey(2S-1)(t)[cos(ωxy - ωy)t+cos(ωxy + ωy)tl +Ey(2s)(t)[-sin(ωxy-ωy)t+sin(ωxy+ωy)t]
und and
weil π + 2π (2d-1)/2 = 2πd und π -2π (2d-1)/2 = -2π (d-2) gilt. Das Ausgangssignal des Addierers 13 (Gleichung (5)) ergibt sich aus: because π + 2π (2d-1)/2 = 2πd and π-2π (2d-1)/2 = -2π (d-2). The output signal of the adder 13 (equation (5)) is given by:
wobei gilt: ωxy-ωy = 2 π(fxy-fy), fxy-fy > fmax. Die Synchrondetektoren 14&sub1; und 14&sub2; empfangen harmonische Signale Ux1(t) = cos (ωxy-ωy)t bzw. Ux2(t) = - sin (ωy-ωy)t und erzeugen deshalb an ihren Ausgängen Leuchtdichtesignale Ey(2S-1)(t) der Bildzeile (2S-1) des ersten Halbbildes und Ey(2S)(t) der Bildzeile (2S-1 + (z+1)/2) des zweiten Halbbildes eines der Bilder.where: ωxy-ωy = 2 π(fxy-fy), fxy-fy > fmax. The synchronous detectors 14₁ and 14₂ receive harmonic signals Ux1(t) = cos (ωxy-ωy)t and Ux2(t) = - sin (ωy-ωy)t and therefore generate at their outputs luminance signals Ey(2S-1)(t) of the image line (2S-1) of the first field and Ey(2S)(t) of the image line (2S-1 + (z+1)/2) of the second field of one of the images.
Das reflex-modulierte Leuchtdichtesignal EyQ(t) kann direkt auf der Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz fy im Prozessor 10 verarbeitet werden, dessen Funktionsschaltbild in Fig. 5 dargestellt ist, wobei dieser Ablauf durch die Gleichungen (1) und (3) und (6) bis (9) beschreibbar ist, wobei folgende Ersetzungen durchgeführt werden:The reflex-modulated luminance signal EyQ(t) can be processed directly on the luminance subcarrier frequency fy in the processor 10, the functional diagram of which is shown in Fig. 5, whereby this process can be described by equations (1) and (3) and (6) to (9), whereby the following substitutions are carried out:
E&sub3;(t) = EyQ(t); E&sub1;&submin;&sub1;(t) = Ey(s2-1)(t); E&sub1;&submin;&sub2;(t) = Ey(2S)(t)E3(t) = EyQ(t); E₁₋₁(t) = Ey(s2-1)(t); E₁₋₂(t) = Ey(2S)(t)
ω = ωy = 2πfy; q = z; qφH = ±π/2(2d-1); T = zτH.ω = ωy = 2πfy; q = z; qφH = ±π/2(2d-1); T = zτH.
Die unverzögerte Signalfolge, die an den Eingängen der Verzögerungseinheit 11 und der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub3; ankommt (Gleichung (1)) ergibt sich aus: E&sub3;(t) = EyQ(t) = Ey(2S-1)(t) cos ωyt + Ey(2S)(t) sin ωyt. Die harmonischen Signale, die durch die anderen Eingänge der Multiplizierer 12&sub1; bzw. 12&sub3; empfangen werden, ergeben sich aus U&sub1;(t) = 2 cos ωyt bzw. U&sub3;(t) = 2 sin ωyt. Die Eingänge der Multiplizierer 12&sub2; und 12&sub4; werden von dem Ausgangssignal der Verzögerungseinheit 11 getrieben (Gleichung (3)). The undelayed signal sequence arriving at the inputs of the delay unit 11 and the multipliers 12₁ and 12₃ (equation (1)) is given by: E₃(t) = EyQ(t) = Ey(2S-1)(t) cos ωyt + Ey(2S)(t) sin ωyt. The harmonic signals received by the other inputs of the multipliers 12₁ and 12₃ are given by U₁(t) = 2 cos ωyt and U₃(t) = 2 sin ωyt, respectively. The inputs of the multipliers 12₂ and 12₄ are driven by the output signal of the delay unit 11 (equation (3)).
Die harmonischen Signale U&sub2;(t) und U&sub4;(t), die die zweiten Eingänge der Multiplizierer 12&sub2; bzw. 12&sub4; treiben, ergeben sich aus: The harmonic signals U₂(t) and U₄(t) driving the second inputs of the multipliers 12₂ and 12₄, respectively, are given by:
Daher gilt für die Signale, die von den Ausgängen der Multiplizierer 12&sub1; und 12&sub2; zum Addierer 13&sub1; gelangen (Gleichungen (6) und (8)): Therefore, the signals that reach the adder 13₁ from the outputs of the multipliers 12₁ and 12₂ are (equations (6) and (8)):
da cos [π±π(2d-1)] = 1 und sin [π±π(2d-1)] = 0 gilt. Also wird das Leuchtdichtesignal Ey(2S-1)(t) der Bildzeile (2S-1) und des ersten Halbbildes am Ausgang des Addierers 13&sub1; erzeugt.since cos [π±π(2d-1)] = 1 and sin [π±π(2d-1)] = 0. Thus, the luminance signal Ey(2S-1)(t) of the image line (2S-1) and the first field is generated at the output of the adder 13₁.
Die Signalspannungen, die von den Ausgängen der Multiplizierer 12&sub2; und 12&sub4; zum Addierer 13&sub2; gelangen (Gleichungen (7) und (9)) ergeben sich aus: The signal voltages that reach the adder 13₂ from the outputs of the multipliers 12₂ and 12₄ (equations (7) and (9)) are given by:
Also wird das Leuchtdichtesignal Ey(2S)(t) der Bildzeile (2S-1 + (z+1)/2) des zweiten Halbbildes aus dem Ausgangssignal des Addierers 13&sub2; ausgewählt.Thus, the luminance signal Ey(2S)(t) of the picture line (2S-1 + (z+1)/2) of the second field is selected from the output signal of the adder 13₂.
Nachstehend wird das vollständige Farbfernsehsignal als EMQexp(t) bezeichnet.Hereinafter, the complete color television signal is referred to as EMQexp(t).
Das erfindungsgemäße Fernsehsystem mit gleichzeitiger Übertragung des Farbdifferenzsignals während der Abtastintervalle kann modifiziert werden, um in seinem vollständigen Fernsehsignal ein Fernsehbild mit der bestimmten horizontalen und vertikalen Auflösung und mit der bestimmten Bildwiederholfrequenz in einer Bandbreite zu übertragen, die gleich der Hälfte der Nennbandbreite ist, die erforderlich ist, um Fernsehbilder der gleichen horizontalen und vertikalen Auflösung und mit der gleichen Bildwiederholfrequenz mittels bekannter Techniken zu übertragen.The television system according to the invention with simultaneous transmission of the color difference signal during the sampling intervals can be modified to transmit in its complete television signal a television picture with the determined horizontal and vertical resolution and with the determined refresh rate in a bandwidth equal to half the nominal bandwidth required to transmit television pictures of the same horizontal and vertical resolution and with the same refresh rate by means of known techniques.
In diesem Fernsehsystem überträgt das vollständige Farbfernsehbild EMQexp(t) während zweier Vollbilder zeitlich gedehnte reflex-modulierte Signale, die Informationen über die Leuchtdichte und die Farbart von zwei räumlich benachbarten Bildzeilen enthalten. Zu diesem Zweck werden reflex- modulierte Leuchtdichtesignale EyQ(t) und zeitlich komprimierte Farbartsignale E*c(t) jeder Bildzeile zeitlich um einen Faktor Zwei gedehnt, und eine einzelne Bildzeile wird (bei einer Dauer von 2 τH) aus den gleichzeitig übertragenen beiden räumlich benachbarten Zeilen erzeugt.In this television system, the complete color television picture EMQexp(t) transmits temporally expanded reflex-modulated signals during two frames, which contain information about the luminance and chrominance of two spatially adjacent picture lines. For this purpose, reflex-modulated luminance signals EyQ(t) and temporally compressed chrominance signals E*c(t) of each picture line are temporally expanded by a factor of two, and a single picture line is generated (with a duration of 2 τH) from the two spatially adjacent lines transmitted simultaneously.
Die Informationen über die Leuchtdichte und Farbart einer Bildzeile des ursprünglichen Bildes wird also etwa während der Dauer von zwei Zeilen übertragen, wobei für die gleichen Daten von zwei Zeilen das gleiche Zeitintervall verwendet wird. Räumlich benachbarte Zeilen werden zu Paaren kombiniert, z.B. die erste und die zweite Zeile, die dritte und die vierte Zeile, die fünfte und die sechste Zeile usw. Folglich wird die Anzahl der Bildzeilen um das Zweifache verringert im Vergleich zur Anzahl der Zeilen im ursprünglichen vollständigen Farbfernsehsignal EM(t), während die Vollbilddauer beibehalten wird. Deshalb bleibt trotz einer zweifach schmaleren Bandbreite des vollständigen Farbfernsehsignals EMQexp(t), das durch Verlängerung der Zeit zum Übertragen des Signals einer einzelnen Bildzeile auf 2 τH erreicht wird, und zwar bleibt bei gleichzeitiger Übertragung der Signale von zwei Bildzeilen die Anzahl der unabhängigen Pixel, z.B. der Leuchtdichtepixel in jedem Vollbild pro Sekunde die gleiche wie bei dem ursprünglichen vollständigen Farbfernsehsignal EM(t) dieses Bildes.The information about the luminance and chrominance of one picture line of the original picture is thus transmitted approximately during the duration of two lines, using the same time interval for the same data of two lines. Spatially adjacent lines are combined into pairs, e.g. the first and second lines, the third and fourth lines, the fifth and sixth lines, etc. Consequently, the number of picture lines is reduced by two times compared to the number of lines in the original complete color television signal EM(t), while the frame duration is maintained. Therefore, despite a two-fold narrower bandwidth of the complete color television signal EMQexp(t) achieved by extending the time for transmitting the signal of a single picture line to 2 τH, namely when simultaneously transmitting the signals of two picture lines, the number of independent pixels, e.g. luminance pixels in each frame per second remains the same as in the original complete color television signal EM(t) of that picture.
Auf der Sendeseite kann das vollständige Farbfernsehsignal EMQexp(t) in der Musterkonfiguration erzeugt werden, deren Funktionsschaltbild in Fig. 16 dargestellt ist.On the transmitting side, the complete color television signal EMQexp(t) can be generated in the sample configuration whose functional diagram is shown in Fig. 16.
Das Farbfernsehsignal E'M(t) vom Separator 5 wird an den Codierer 22 übergeben, wobei der Vorgang der Erzeugung des Signals E'MQ(t) identisch ist mit dem, der oben mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben worden ist.The color television signal E'M(t) from the separator 5 is passed to the encoder 22, the process of generating the signal E'MQ(t) being identical to that described above with reference to Fig. 10.
Die Leuchtdichtesignale Ey(t) und Farbartsignale E*c(t) von zwei Halbbildern eines Vollbildes werden in den Speicher 23 (Fig. 10) eingegeben, und die Signale von räumlich benachbarten Bildzeilen des ersten und des zweiten Halbbildes werden sequentiell so in die Speicherzeilen geschrieben, daß die Speicherzeile (2S-1) Informationen über die Leuchtdichte und die Farbart der Bildzeile (2S-1) des ersten Halbbildes enthält und die Speicherzeile 2S Informationen über die Leuchtdichte und die Farbart der Bildzeile (2S-1 + (z+1)/2) des zweiten Halbbildes enthält. Die Farbartsignale E*c(2S-1)(t) und EC(2S)(t) werden gleichzeitig aus den Speicherzeilen (2S-1) und 2S gelesen und algebraisch durch den Addierer 24 summiert, wodurch ein den Speicherzeilen (2S-1) und 2S gemeinsames Farbartsignal E*c(t) mit einer Hilfsträgerfrequenz fo entsteht. Die Phasenverschiebung des unmodulierten Farbarthilfsträgers zwischen den Farbartsignalen aus den Speicherzeilen (2S-1) und 2S und aus den Speicherzeilen (2S+1) und (2S+2) beträgt etwa φoH = π/2(2n-1), wie im vorangegangenen Fall, der oben mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben worden ist.The luminance signals Ey(t) and chrominance signals E*c(t) of two fields of a frame are input into the memory 23 (Fig. 10), and the signals of spatially adjacent image lines of the first and second fields are sequentially input into the memory lines written that the memory line (2S-1) contains information about the luminance and the chrominance of the image line (2S-1) of the first field and the memory line 2S contains information about the luminance and the chrominance of the image line (2S-1 + (z+1)/2) of the second field. The chrominance signals E*c(2S-1)(t) and EC(2S)(t) are read simultaneously from the memory lines (2S-1) and 2S and summed algebraically by the adder 24, whereby a chrominance signal E*c(t) common to the memory lines (2S-1) and 2S is produced with a subcarrier frequency fo. The phase shift of the unmodulated chrominance subcarrier between the chrominance signals from the memory lines (2S-1) and 2S and from the memory lines (2S+1) and (2S+2) is approximately φoH = π/2(2n-1), as in the previous case described above with reference to Fig. 10.
Die Leuchtichtesignale Ey(2S-1)(t) und Ey(2S)(t) werden gleichzeitig aus den Speicherzeilen (2S-1) und 2S des Speichers 23 gelesen und dazu verwendet, den Leuchtdichtehilfsträger im Reflex-Modulationscodierer 1 einer Quadraturmodulation zu unterziehen, an dessen Ausgang das Signal EyQ(t) erzeugt wird, wie im vorangegangenen Fall, der oben mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben worden ist. Eine ungerade Harmonische eines Viertels der horizontalen Frequenz wird als Leuchtdichtehilfsträger verwendet: fy = (2d-1)/4 fH.The luminance signals Ey(2S-1)(t) and Ey(2S)(t) are simultaneously read from the memory lines (2S-1) and 2S of the memory 23 and are used to quadrature modulate the luminance subcarrier in the reflex modulation encoder 1, at the output of which the signal EyQ(t) is generated, as in the previous case described above with reference to Fig. 10. An odd harmonic of a quarter of the horizontal frequency is used as the luminance subcarrier: fy = (2d-1)/4 fH.
Das reflex-modulierte Leuchtdichtesignal EyQ(t) hat eine Phasenverschiebung des unmodulierten Leuchtdichtehilfsträgers zwischen identisch numerierten Zeilen benachbarter Vollbilder, die sich ergibt aus: φyp = +π/2 (2d-1).The reflex-modulated luminance signal EyQ(t) has a phase shift of the unmodulated luminance subcarrier between identically numbered lines of adjacent frames, which is given by: φyp = +π/2 (2d-1).
Die Eingangssignale des Addierers 25 empfangen die Signale E*c(t) und EyQ(t), um an dessen Ausgang ein Farbfernsehsignal E'MQ(t) zu erzeugen.The input signals of the adder 25 receive the signals E*c(t) and EyQ(t) in order to generate a color television signal E'MQ(t) at its output.
Dieses Farbfernsehsignal E'MQ(t), das also durch den Codierer 22 erzeugt wird (Fig. 16), wird dann mittels des Speichers 33 zeitlich gedehnt auf eine doppelte Dauer, wodurch dessen Frequenzspektrum zweifach schmaler wird und auch die Hilfsträgerfrequenzen des zeitlich gedehnten Farbartsignals E*c(t) und des reflex-modulierten Leuchtdichtesignals EyQ(t) auf fo/2 bzw. fy/2 verringert werden. Diese zeitlich gedehnten Farbartsignale E*c(t) werden während der Austastintervalle übertragen, und die reflex-modulierten Leuchtdichtesignale EyQ(t) werden in aktiven Zeilen des vollständigen Farbfernsehsignals EMOexp(t) übertragen, wobei die Dauer jeder Zeile 2 τH beträgt, die horizontale Frequenz fH/2 und die Anzahl der Bildzeilen pro Vollbild z&sub2; = (z&sub1;/2) = (fH/2fp) = 1/2Hfp beträgt, wobei z&sub1; die Anzahl der Bildzeilen im ursprünglichen Signal E'MQ(t) ist.This color television signal E'MQ(t), which is thus generated by the encoder 22 (Fig. 16), is then temporally expanded to twice its duration by means of the memory 33, whereby its frequency spectrum becomes twice as narrow and the subcarrier frequencies of the temporally expanded chrominance signal E*c(t) and the reflex-modulated luminance signal EyQ(t) are also reduced to fo/2 and fy/2, respectively. These temporally expanded chrominance signals E*c(t) are transmitted during the blanking intervals, and the reflex-modulated luminance signals EyQ(t) are transmitted in active lines of the complete color television signal EMOexp(t), where the duration of each line is 2 τH, the horizontal frequency is fH/2 and the number of picture lines per frame is z₂ = (z₁/2) = (fH/2fp) = 1/2Hfp, where z₁ is the number of picture lines in the original signal E'MQ(t).
Das Synchronisationssignal, das vom Separator 5 herausgelöst wird, wird an den Umsetzer 34 übergeben, aus dessen Ausgangssignal die Synchronisationssignale Es mit einer Wiederholfrequenz von fH/2 entnommen werden. Der Umsetzer 34 kann auch z.B. die zusätzlichen Datensignale Ed empfangen, die in die Synchronisationssignale Es gemischt werden sollen, und somit ein Signal Esd erzeugen.The synchronization signal extracted by the separator 5 is passed to the converter 34, from whose output signal the synchronization signals Es are taken with a repetition frequency of fH/2. The converter 34 can also receive, for example, the additional data signals Ed, which are to be mixed into the synchronization signals Es, and thus generate a signal Esd.
Im Addierer 35 wird das zeitlich gedehnte Farbfernsehsignal E'MQexp(t) mit dem Signal Esd kombiniert, um ein Farbfernsehsignal EMQexp(t) zu erzeugen, dessen Struktur identisch ist mit der des Signals EM(t), die in Fig. 2 dargestellt ist. In diesem Fall beträgt das Zeitintervall von to-1 bis to-2 2 τH.In the adder 35, the time-expanded color television signal E'MQexp(t) is combined with the signal Esd to produce a color television signal EMQexp(t) whose structure is identical to that of the signal EM(t) shown in Fig. 2. In this case, the time interval from to-1 to to-2 is 2 τH.
Auf der Empfangsseite wird die Dauer der Bildzeilen in dem empfangenen vollständigen Farbfernsehbild EMQexp(t) auf τH komprimiert, während die Vollbilddauer τp beibehalten wird, wodurch die ursprünglichen Zeitdauern der Farbartsignale E*c(t) in den Austastintervallen und die Leuchtdichtesignale EyQ(t) in den aktiven Zeilen wiederhergestellt werden. Dementsprechend wird die Breite ihrer Frequenzspektren und ihrer Nennhilfsträgerfrequenzen fo und fy wiederhergestellt.On the receiving side, the duration of the picture lines in the received complete color television picture EMQexp(t) is compressed to τH, while the frame duration τp is maintained, thereby restoring the original durations of the chrominance signals E*c(t) in the blanking intervals and the luminance signals EyQ(t) in the active lines. Accordingly, the width of their frequency spectra and their nominal subcarrier frequencies fo and fy are restored.
Eine Ausführungsform des Funktionsschaltbildes zur Verarbeitung des vollständigen Farbfernsehsignals EMQexp(t) ist in Fig. 17 dargestellt.An embodiment of the functional diagram for processing the complete color television signal EMQexp(t) is shown in Fig. 17.
Der Speicher 36 ermöglicht eine zweifache Komprimierung der Dauer der Bildzeilen in dem empfangenen vollständigen Farbfernsehsignal EMQexp(t), die an dessen Eingang ankommen, und behält die Vollbilddauer τp bei. Dies wird dadurch erreicht, daß das Verhältnis zwischen Lese- und Schreibfrequenz auf 1:2 im Speicher 36 gesetzt wird.The memory 36 enables a two-fold compression of the duration of the picture lines in the received complete color television signal EMQexp(t) arriving at its input and maintains the frame duration τp. This is achieved by setting the ratio between read and write frequencies to 1:2 in the memory 36.
Das Lesen erfolgt zyklisch, mit einem Lesezyklus von zwei Intervallen τH. Im ersten Intervall erfolgt das Lesen aus dem Speicher 36, wobei das Leseintervall gebunden ist an die Eingangssignalwerte, die den Zeitpunkten to-1, to-2 (Fig. 18) usw. entsprechen. Danach wird das Lesen für ein Intervall τH unterbrochen, was zu einem vollständigen Farbfernsehsignal EMQ(t) am Ausgang des Speichers 36 führt; die Struktur dieses Signals ist in Fig. 18 dargestellt. Dieses Signal wird dann an den Eingang des Separators 5 übergeben (Fig. 17).Reading is done cyclically, with a reading cycle of two intervals τH. In the first interval, reading is done from the memory 36, whereby the Reading interval is tied to the input signal values corresponding to the times to-1, to-2 (Fig. 18), etc. After that, reading is interrupted for an interval τH, resulting in a complete color television signal EMQ(t) at the output of the memory 36; the structure of this signal is shown in Fig. 18. This signal is then passed to the input of the separator 5 (Fig. 17).
Das Farbartsignal E*c(t) und das reflex-modulierte Leuchtdichtesignal EyQ(t) vom Ausgang des Separators 5 kommen am Prozessor 27 an, dessen Funktion oben mit Bezug auf Fig. 124 beschrieben worden ist, und von dessen Ausgang das Leuchtdichtesignal Ey(t) und die Farbartsignale ER-Y(t) und EB-Y(t) mit einer horizontalen Frequenz fH und einer Zeitdauer τH entnommen werden.The chrominance signal E*c(t) and the reflex-modulated luminance signal EyQ(t) from the output of the separator 5 arrive at the processor 27, the function of which has been described above with reference to Fig. 124, and from whose output the luminance signal Ey(t) and the chrominance signals ER-Y(t) and EB-Y(t) with a horizontal frequency fH and a time duration τH are taken.
Die Synchronisationssignale Es, die vom Separator 5 herausgelöst werden (sie können auch direkt am Eingang des Speichers 36 vor der Signalkomprimierung herausgelöst werden), werden an den Umsetzer 37 übergeben, um daraus Synchronisationssignale der Frequenz fH zu erzeugen. Zusätzliche Datensignale Ed werden am anderen Ausgang des Separators 5 erzeugt.The synchronization signals Es extracted by the separator 5 (they can also be extracted directly at the input of the memory 36 before the signal compression) are passed to the converter 37 in order to generate synchronization signals of frequency fH. Additional data signals Ed are generated at the other output of the separator 5.
Die herausgelösten Leuchtdichtesignale Ey(t) und Farbdifferenzsignale ER-Y(t) und EB-Y(t) der Bildzeilen in dem ersten und dem zweiten Halbbild werden während der Reproduktion des Bildes verwendet.The extracted luminance signals Ey(t) and color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) of the image lines in the first and second fields are used during the reproduction of the image.
Das erfindungsgemäße Fernsehsystem mit gleichzeitiger Übertragung von Farbdifferenzsignalen ER-Y(t) und EB-Y(t) im vollständigen Farbfernsehsignal EMQ(t) können modifiziert werden, um eine Anzahl z&sub3; von Bildzeilen auf der Empfangsseite bereitzustellen, um die visuelle Wahrnehmung der bestimmten vertikalen Auflösung sicherzustellen, wobei die Anzahl der Abtastzeilen z&sub3; die Anzahl z&sub1; der Auflösungszeilen des Leuchtdichtesignals Ey(t) und der Farbdifferenzsignale ER-Y(t) und EB-(t) auf der Sendeseite dazu verwendet werden, jeweils die Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz fy und die Farbarthilfsträgerfrequenz fo zu modulieren, um das vollständige Farbfernsehbild EMQ(t) zu erzeugen.The television system according to the invention with simultaneous transmission of color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) in the complete color television signal EMQ(t) can be modified to provide a number z3 of picture lines on the receiving side to ensure the visual perception of the determined vertical resolution, the number of scanning lines z3 the number z1 of resolution lines of the luminance signal Ey(t) and the color difference signals ER-Y(t) and EB-(t) on the transmitting side being used to modulate the luminance subcarrier frequency fy and the chrominance subcarrier frequency fo, respectively, to generate the complete color television picture EMQ(t).
Die Erzeugung von Leuchtdichtesignalen Ey(t) und Farbdifferenzsignalen ER-Y(t) und EB-Y(t) mit einer Anzahl z&sub3; von Abtastzeilen kann mit Hilfe von Interpolatoren 38&sub1;, 38&sub2;, 38&sub3; in der Musterkonfiguration, die in Fig. 19 dargestellt ist, erreicht werden.The generation of luminance signals Ey(t) and color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) with a number z�3; of scanning lines can be achieved by means of interpolators 38₁, 38₂, 38₃ in the pattern configuration shown in Fig. 19.
Das vollständige Farbfernsehsignal EMQ(t) wird an den Separator 5 angelegt, von dessen Ausgang die Farbartsignale E*c(t) an den Prozessor 27 übergeben werden (Fig. 14), dessen Funktionsschaltbild mit Bezug auf Fig. 14 oben beschrieben worden ist.The complete color television signal EMQ(t) is applied to the separator 5, from whose output the chrominance signals E*c(t) are passed to the processor 27 (Fig. 14), the functional diagram of which has been described above with reference to Fig. 14.
Das Leuchtdichtesignal Ey(t) und die farbdichtesignale ER-Y(t) und EB-Y(t) von den Ausgängen des Separators 5 werden an die Eingänge der Interpolatoren 38&sub1;, 38&sub2; bzw. 38&sub3; übergeben, wobei Interpolationstechniken dazu verwendet werden, eine Anzahl z&sub3; von Reproduktionszeilen des Leuchtsignals Ey(t) und der Farbdifferenzsignale ER-Y(t) und EB-Y(t) aus z&sub1; Auflösungszeilen dieser Signale zu gewinnen. Die Interpolation jeder Abtastzeile des Fernsehbildes auf der Empfangsseite verwendet l Auflösungszeilen, die durch Übertragung von der Sendeseite empfangen werden, wobei die Hälfte der l Zeilen vorauseilend und die andere Hälfte nacheilend in bezug auf die Zeilen, die zwecks Reproduktion in der Bildschirmbildzeile interpoliert werden.The luminance signal Ey(t) and the color density signals ER-Y(t) and EB-Y(t) from the outputs of the separator 5 are applied to the inputs of the interpolators 38₁, 38₂ and 38₃, respectively, using interpolation techniques to obtain a number z₃ of reproduction lines of the luminance signal Ey(t) and the color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) from z₁ resolution lines of these signals. The interpolation of each scanning line of the television picture at the receiving side uses l resolution lines received by transmission from the transmitting side, half of the l lines leading and the other half lagging with respect to the lines interpolated for reproduction in the screen image line.
Digitale filter werden verwendet als Interpolatoren 38&sub1;, 38&sub2;, 38&sub3;.Digital filters are used as interpolators 38₁, 38₂, 38₃.
Auf der Sendeseite wird die Anzahl z&sub1; von Bildauflösungszeilen entsprechend den Merkmalen des Interpolationsverfahrens ausgewählt, um z&sub3; Reproduktionszeilen aus z&sub1; Bildzeilen zu erzeugen.On the transmitting side, the number z₁ of image resolution lines is selected according to the characteristics of the interpolation method to generate z₃ reproduction lines from z₁ image lines.
Das erfindungsgemäße Fernsehsystem mit gleichzeitiger Übertragung von Farbdifferenzsignalen während der Austastintervalle kann so modifiziert werden, daß auf der Sendeseite während der Erzeugung von Farbartsignalen Ec(t) und reflex-modulierten Leuchtdichtesignalen EyQ(t) die Farbdifferenzsignale ER-Y(t) und EB-Y(t) und die Leuchtdichtesignale Ey(t), die als Videosignale E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) verwendet werden, um die Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz fy und die Farbarthilfsträgerfrequenz fo zu modulieren, einer vorläufigen Korrektur unterzogen werden.The television system according to the invention with simultaneous transmission of color difference signals during the blanking intervals can be modified so that on the transmitting side, during the generation of chrominance signals Ec(t) and reflex-modulated luminance signals EyQ(t), the color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) and the luminance signals Ey(t) used as video signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) to modulate the luminance subcarrier frequency fy and the chrominance subcarrier frequency fo are subjected to preliminary correction.
Das Funktionsschaltbild eines solchen Korrektors ist in Fig. 20 dargestellt.The functional diagram of such a corrector is shown in Fig. 20.
Die Korrektoren 39&sub1; und 39&sub2; der Videosignale E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) haben identischen Aufbau, so daß nur der Korrektor 39&sub1; beschrieben wird.The correctors 39₁ and 39₂ of the video signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) have identical construction, so that only the corrector 39₁ will be described.
Der Eingang des Korrektors 39&sub1; empfängt das unkorrigierte Videosignal E&sub1;&submin;&sub1;(t), das am Eingang der Verzögerungseinheit 40&sub1; ankommt, wobei es um die Dauer eines Vollbildes verzögert wird. Das Videosignal E&sub1;&submin;&sub1;(t) aus dem Ausgang der Verzögerungseinheit 40&sub1; wird an den Eingang der Verzögerungseibheit 40&sub2; übergeben, wo es nochmals um τp verzögert wird, und kommt gleichzeitig an einem Eingang des algebraischen Addierers 41&sub1; an. Das unkorrigierte Videosignal E&sub1;&submin;&sub1;(t) wird auch an einen Eingang des algebraischen Addierers 41&sub2; angelegt, dessen anderer Eingang das Ausgangssignal des Speichers 40&sub2; empfängt. Ein Differenzsignal ΔE&sub1;&submin;&sub1;(t) wird am Ausgang des algebraischen Addierers 41&sub2; erzeugt und stellt die Differenz des Wertes des unkorrigierten Videosignals E&sub1;&submin;&sub1;(t) zu den Zeitpunkten t und t - 2 τp dar.The input of the corrector 39₁ receives the uncorrected video signal E₁₋₁(t) arriving at the input of the delay unit 40₁, where it is delayed by the duration of one frame. The video signal E₁₋₁(t) from the output of the delay unit 40₁ is passed to the input of the delay unit 40₂, where it is again delayed by τp, and simultaneously arrives at an input of the algebraic adder 41₁. The uncorrected video signal E₁₋₁(t) is also applied to an input of the algebraic adder 41₂, the other input of which receives the output signal of the memory 40₂. A difference signal ΔE₁₋₁(t) is produced at the output of the algebraic adder 41₂ and represents the difference of the value of the uncorrected video signal E₁₋₁(t) at times t and t - 2τp.
Dieses Differenzsignal ΔE&sub1;&submin;&sub1;(t) wird an den Eingang des Prozessors 42 zwecks Frequenzfilterung und Rauschunterdrückung übergeben, und das Ergebnis wird dann an den zweiten Eingang des algebraischen Addierers 14&sub1; angelegt, wo es summiert wird mit dem um τp verzögerten, unkorrigierten Videosignal E&sub1;&submin;&sub1;(t).This difference signal ΔE₁₋₁(t) is applied to the input of processor 42 for frequency filtering and noise reduction, and the result is then applied to the second input of algebraic adder 14₁ where it is summed with the τp delayed, uncorrected video signal E₁₋₁(t).
Das korrigierte Videosignal E&sub1;&submin;&sub1;(t) vom Ausgang des algebraischen Addierers 41&sub1; kommt am Eingang des Codierers 1 an, um ein reflex- moduliertes Signal E&sub3;(t) zu erzeugen; der Addierer 1 ist oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben worden.The corrected video signal E₁₋₁(t) from the output of the algebraic adder 41₁ arrives at the input of the encoder 1 to produce a reflex modulated signal E₃(t); the adder 1 has been described above with reference to Fig. 1.
Das erfindungsgemäße Fernsehsystem mit Farbdifferenzsignalübertragung während der Austastintervalle kann so modifiziert werden, daß es die spezielle Verarbeitung der Farbfernsehsignale ER-Y(t) und EB-Y(t) einschließt, die als die Signale E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) verwendet werden, um die Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz fy bzw. die Farbarthilfsträgerfrequenz fo im Verlauf der Erzeugung des Farbartsignals Ec(t) und des Leuchtdichtesignals EyQ(t) auf der Empfangsseite zu modulieren. Das Funktionsschaltbild zur Verarbeitung von Videosignalen E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) ist in Fig. 21 dargestellt.The television system of the present invention with color difference signal transmission during blanking intervals can be modified to include the special processing of the color television signals ER-Y(t) and EB-Y(t) used as the signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) to modulate the luminance subcarrier frequency fy and the chrominance subcarrier frequency fo, respectively, in the course of generating the chrominance signal Ec(t) and the luminance signal EyQ(t) on the receiving side. The functional diagram for processing video signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) is shown in Fig. 21.
Beide Signale werden identisch verarbeitet, so daß nur die Verarbeitung des Videosignals E&sub1;&submin;&sub1; nachstehend beschrieben werden muß.Both signals are processed identically, so that only the processing of the video signal E₁₋₁ needs to be described below.
Jede Zeile des Videosignals E&sub1;&submin;&sub1;(t) wird mit einer Abtastfrequenz fs1 in den Speicher 42&sub1; eingegeben, während das Lesen aus dem Speicher 43&sub1; mit einer sich entlang der Zeile ändernden Abtastfrequenz fs2(t) durchgeführt wird: Each line of the video signal E₁₋₁(t) is input to the memory 42₁ at a sampling frequency fs1, while reading from the memory 43₁ is performed at a sampling frequency fs2(t) varying along the line:
wobei t sich im Bereich von Null bis τH ändert, wobei τH die Zeilendauer ist, ΔτH die Dauer des horizontalen Austastintervalls, die positive Zahl w&sub1; den Wert 2 überschreitet, π/w&sub1; der Modul von φ&sub1;(t) bei t = ΔτH/2 ist.where t varies in the range from zero to τH, where τH is the line duration, ΔτH is the duration of the horizontal blanking interval, the positive number w1 exceeds 2, π/w1 is the modulus of φ1(t) at t = ΔτH/2.
Das Videosignal E&sub1;&submin;&sub1;(t) vom Ausgang des Speichers 43&sub1; wird an den Eingang des Korrektors 44&sub1; zwecks Frequenzkorrektur übergeben, und das verarbeitete Videosignal wird dann an den Eingang des Codierers 1 angelegt, der ein reflex-moduliertes Signal der Form E&sub3;(t) erzeugt, das als eine Komponente des vollständigen Farbfernsehsignals EMQ(t) gilt.The video signal E₁₋₁(t) from the output of the memory 43₁ is applied to the input of the corrector 44₁ for frequency correction, and the processed video signal is then applied to the input of the encoder 1 which produces a reflex-modulated signal of the form E₃(t) which is considered to be a component of the complete color television signal EMQ(t).
Auf der Empfangsseite werden die herausgelösten Leuchtdichtesignale Ey(t) und die Farbdifferenzsignale ER-Y(t) und EB-Y(t) zeilenweise in die Speicher 28&sub1;, 28&sub2; bzw. 30 eingegeben, und zwar im Prozessor 27 der Signale EyQ(t) und Ec(t), der oben mit Bezug auf Fig. 14 beschrieben worden ist; das Schreiben erfolgt mit einer Abtastfrequenz fs3, und das Lesen erfolgt mit einer entlang der Zeile sich ändernden Abtastfrequenz von fs4(t): On the receiving side, the extracted luminance signals Ey(t) and the color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) are input line by line into the memories 28₁, 28₂ and 30, respectively, in the processor 27 of the signals EyQ(t) and Ec(t) described above with reference to Fig. 14; writing is carried out at a sampling frequency fs3 and reading is carried out at a sampling frequency of fs4(t varying along the line):
Das Fernsehsystem mit gleichzeitiger Übertragung von Farbdifferenzsignalen während der Austastintervalle kann ferner so modifiziert werden, daß während der Verarbeitung der Videosignale E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) auf der Sendeseite, wie oben mit Bezug auf Fig. 21 beschrieben, die Abtastfrequenz fs1 während eines Zeitintervalls geändert wird, das gleich der Halbbilddauer τv ist, und zwar nach folgender Formel: The television system with simultaneous transmission of color difference signals during the blanking intervals can be further modified so that during the processing of the video signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) on the transmitting side as described above with reference to Fig. 21, the sampling frequency fs1 is changed during a time interval equal to the field duration τv according to the following formula:
wobei t sich im Bereich von Null bis τv ändert, Δτv die Dauer des vertikalen Austastintervalls ist, w&sub2; eine positive ganze Zahl größer als 2 ist, π/w&sub2; der Modul von φ&sub2;(t) bei t = Δτv/2, fs1(t) = fs1 bei where t varies in the range from zero to τv, Δτv is the duration of the vertical blanking interval, w2 is a positive integer greater than 2, π/w2 is the modulus of φ2(t) at t = Δτv/2, fs1(t) = fs1 at
und das Lesen mit einer Abtastfrequenz fs2(t) erfolgt.and reading is carried out with a sampling frequency fs2(t).
Auf der Empfangsseite, die die Leuchtdichtesignale Ey(t) und die Farbdifferenzsignale ER-Y(t) und EB-Y(t) verarbeitet (wie oben mit Bezug auf Fig. 14 beschrieben), wird die Schreibabtastfrequenz fs3(t) während einer Halbbildintervalldauer nach folgender Formel variabel gewählt: On the receiving side, which processes the luminance signals Ey(t) and the color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) (as described above with reference to Fig. 14), the write sampling frequency fs3(t) is variably selected during a field interval duration according to the following formula:
wobei fs3 = fs3(t) bei where fs3 = fs3(t) at
und das Lesen mit einer Abtastfrequenz fs4(t) durchgeführt wird.and reading is performed with a sampling frequency fs4(t).
Das Fernsehsystem mit gleichzeitiger Übertragung von Farbdifferenzsignalen während der Abtastintervalle kann auch so modifiziert werden, daß eine sich zeitlich ändernde Schreibabtastfrequenz fs1(t) während der Verarbeitung der Signale E&sub1;&submin;&sub1;(t) und E&sub1;&submin;&sub2;(t) auf der Empfangsseite vorhanden ist (wie oben mit Bezug auf Fig. 21 beschrieben), wobei die Schreibabtastfrequenz sich während einer Halbbilddauer nach folgender Formel ändert: The television system with simultaneous transmission of color difference signals during the sampling intervals can also be modified so that a time-varying write sampling frequency fs1(t) is present during the processing of the signals E₁₋₁(t) and E₁₋₂(t) on the receiving side (as described above with reference to Fig. 21), the write sampling frequency varying during a field duration according to the following formula:
wobei τv + Δτv - 2t der absolute Wert von (τv + Δτv - 2t) ist, c&sub1; ein Koeffizient ist, der dem Verhältnis zwischen fs1(t) bei t = Δτv/2 und dessen Wert bei t = (τv + Δτv)/2 entspricht, c&sub1; ≠ 0, fs1 der Wert von fs1(t) bei t = τv/4 + Δτv/2 ist.where τv + Δτv - 2t is the absolute value of (τv + Δτv - 2t), c₁ is a coefficient corresponding to the ratio between fs1(t) at t = Δτv/2 and its value at t = (τv + Δτv)/2, c₁ ≠ 0, fs1 is the value of fs1(t) at t = τv/4 + Δτv/2.
Die Leseabtastfrequenz fs2(t) wird so gewählt, daß sie sich während eines Zeilenintervalls τH nach folgender Formel zeitlich ändert: The read sampling frequency fs2(t) is chosen so that it changes over time during a line interval τH according to the following formula:
wobei τH + ΔτH - 2t ist der Modul von (τH + ΔτH - 2t) ist, t sich im Bereich von Null bis τH ändert, c&sub2; ein positiver Koeffizient ist, der dem Verhältnis zwischen fs2(t) bei t = τH/2 und dessen Wert bei t = (τH+ΔτH)/2 entspricht.where τH + ΔτH - 2t is the modulus of (τH + ΔτH - 2t), t varies in the range from zero to τH, c2 is a positive coefficient corresponding to the ratio between fs2(t) at t = τH/2 and its value at t = (τH+ΔτH)/2.
Auf der Empfangsseite wird die Verarbeitung der Leuchtdichtesignale Ey(t) und der Farbdifferenzsignale ER-Y(t) und EB-Y(t), wie oben mit Bezug auf Fig. 14 beschrieben, mit einer Schreibabtastfrequenz fs3(t) durchgeführt, die sich während eines Halbbildintervalls nach folgender Formel ändert: On the receiving side, the processing of the luminance signals Ey(t) and the color difference signals ER-Y(t) and EB-Y(t) as described above with reference to Fig. 14 is carried out with a write sampling frequency fs3(t) which changes during a field interval according to the following formula:
wobei fs3 der Wert von fs3(t) bei t = (τv/4) + (Δτv/2) ist. Die Leseabtastfrequenz wird gewählt nach folgender Formel: where fs3 is the value of fs3(t) at t = (τv/4) + (Δτv/2). The read sampling frequency is selected according to the following formula:
wobei t sich im Bereich von Null bis τH ändert.where t varies in the range from zero to τH.
Fernsehsignalübertragung in einer schmalen Bandbreite.Television signal transmission in a narrow bandwidth.
Das erfindungsgemäße Fernsehsystem, dessen vollständiges Farbfernsehsignal EMQ(t) Bildzeilen mit einer Dauer 2 τH umfaßt, kann verwendet werden, um Fernsehsignale zu übertragen, z.B. über spezielle Übertragungswege beim Aufzeichnen von Fernsehprogrammen auf in Haushalten verwendeten Videorecordern. Im Gegensatz zu dem System zur Übertragung von zwei Farbbildern in einer kombinierten Bandbreite, was oben mit Bezug auf Fig. 10, 11, 12, 13, 14, 15 beschrieben worden ist, kann das Fernsehsystem mit Bildzeilen mit einer Dauer von 2 τH verwendet werden, z.B. bei Satellitenübertragungen (mit Frequenzmultiplexübertragung in den Funkfrequenzkanälen), um zwei Fernsehprogramme mit verschiedenen Bildauflösungsnormen zu übertragen, und zwar mit der europäischen Norm (625 Zeilen, 25 Vollbilder) und der USA-Norm (525 Zeilen, 30 Vollbilder). Aufgrund der schmaleren Bandbreite des vollständigen Farbfernsehsignals, die von den genormten 5 bis 6 MHz der europäischen Norm auf 2,5 bis 3 MHz oder von den genormten 4,2 MHz der USA-Norm auf 2,1 MHz reduziert worden ist, sind das Abweichungsverhältnis und die Störfestigkeit der Übertragung jedes dieser Programme praktisch die gleichen wie bei einer genormten Funksendeprogrammübertragung über diesen Satellitenübertragungskanal. Eine weitere mögliche Anwendung dieses Systems ist die Übertragung von hochaufgelösten Fernsehbildern ohne eine proportionale Verbreiterung der Bandbreite des vollständigen Fernsehsignals.The television system according to the invention, whose complete colour television signal EMQ(t) comprises picture lines with a duration of 2 τH, can be used to transmit television signals, e.g. via special Transmission paths when recording television programs on video recorders used in households. In contrast to the system for transmitting two color pictures in a combined bandwidth, which was described above with reference to Fig. 10, 11, 12, 13, 14, 15, the television system with picture lines with a duration of 2 τH can be used, eg in satellite transmissions (with frequency division multiplex transmission in the radio frequency channels), to transmit two television programs with different picture resolution standards, namely the European standard (625 lines, 25 frames) and the USA standard (525 lines, 30 frames). Due to the narrower bandwidth of the complete color television signal, which has been reduced from the standardized 5 to 6 MHz of the European standard to 2.5 to 3 MHz or from the standardized 4.2 MHz of the USA standard to 2.1 MHz, the deviation ratio and the noise immunity of the transmission of each of these programs are practically the same as for a standardized radio broadcast program transmission via this satellite transmission channel. Another possible application of this system is the transmission of high-definition television pictures without a proportional widening of the bandwidth of the complete television signal.
Die Eingangssignalcharakteristiken sind: 625 Auflösungszeilen, Zeilendauer 64us, aktive Zeilendauer 52us, Farbartsignalübertragungsdauer 10,4 us (Farbartsignalkomprimierungsverhältnis 5:1), Bandbreite des vollständigen Farbfernsehsignals 6 MHz, Amplitude des Leuchtdichtesignals (Referenzschwarz zu Referenzweiß) 0,7, Schwarzwertimpulsamplitude 0,35 (Fig. 8).The input signal characteristics are: 625 resolution lines, line duration 64us, active line duration 52us, chrominance signal transmission duration 10.4 us (chrominance signal compression ratio 5:1), bandwidth of the complete color television signal 6 MHz, amplitude of the luminance signal (reference black to reference white) 0.7, black level pulse amplitude 0.35 (Fig. 8).
Erzeugung des Signals EMQexp:Generation of the EMQexp signal:
- das Farbartsignal E*c(2S-1)(t) mit seinem Schwarzwertimpuls ist aus dem Bildzeilensignal EM(2S-1)(t) des ersten Halbbildes herausgetrennt, das Farbartsignal E*c(2S) mit seinem Schwarzwertimpuls ist aus dem Bildzeilensignal EM(2S)(t) des zweiten Halbbildes herausgetrennt. Durch algebraische Summierung (in diesem Fall durch Subtraktion) dieser Spannungen wird das Farbartsignal E*c(t) erzeugt, wobei die Differenz zwischen seinen Schwarzwertimpulsen Null ergibt;- the chrominance signal E*c(2S-1)(t) with its black level pulse is separated from the image line signal EM(2S-1)(t) of the first field, the chrominance signal E*c(2S) with its black level pulse is separated from the image line signal EM(2S)(t) of the second field. By algebraic summation (in this case by subtraction) These voltages generate the chrominance signal E*c(t), with the difference between its black level pulses being zero;
- die Leuchtdichtesignale Ey(2S-1)(t) und Ey(2S)(t), die aus den Signalen EM(2S-1)(t) und EM(2S)(t) herausgelöst worden sind, werden mit Schwarzwertimpulsen mit einer Amplitude von 0,35 (die Hälfte der Amplitude von Referenzschwarz zu Referenzweiß) während des Austastintervalls komplementiert, aus dem Farbartsignale entfernt worden sind, und der Pegel wird durch Klemmschaltung mit dem flachen Teil (oberen Teil) des Schwarzwertimpulses verbunden. Das Ergebnis sind die bipolaren Leuchtdichtesignale Ey(2S-1)(t) und Ey(2S)(t) mit einein Spitze-zu-Spitze-Wert von ±0,35, der verwendet wird, um die Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz fy = (2d-1)/4 fH zu modulieren, wobei fH die Zeilenfrequenz des Eingangssignals EM(t) ist. Das reflexmodulierte Leuchtdichtesignal EyQ(t) hat einen Spitze-zu-Spitze-Wert, der dem halben Wert des durch Klemmschaltung gehaltenen Pegels (Gleichstromkomponente) entspricht, ebenso wie das beim Farbartsignal E*c(t) der Fall ist. Die Signale EyQ(t) und E*c(t) werden summiert (sie Fallen nicht zeitlich zusammen) und bilden somit das vollständige Farbfernsehsignal EMQ(t), das zeitlich um einen Faktor zwei gedehnt wird und dann mit den Synchronisationssignalen Es ergänzt wird. Die Struktur eines zusammengesetzten Farbfernsehsignals EMQexp(t) mit einer Bildzeilendauer von 2 τH ist in Fig. 2 dargestellt.- the luminance signals Ey(2S-1)(t) and Ey(2S)(t) extracted from the signals EM(2S-1)(t) and EM(2S)(t) are complemented with pedestal pulses having an amplitude of 0.35 (half the amplitude from reference black to reference white) during the blanking interval from which chrominance signals have been removed, and the level is clamped to the flat part (upper part) of the pedestal pulse. The result is the bipolar luminance signals Ey(2S-1)(t) and Ey(2S)(t) with a peak-to-peak value of ±0.35, which is used to modulate the luminance subcarrier frequency fy = (2d-1)/4 fH, where fH is the line frequency of the input signal EM(t). The reflex-modulated luminance signal EyQ(t) has a peak-to-peak value that is half the value of the clamped level (DC component), as is the case with the chrominance signal E*c(t). The signals EyQ(t) and E*c(t) are summed (they do not coincide in time) and thus form the complete color television signal EMQ(t), which is stretched in time by a factor of two and then supplemented with the synchronization signals Es. The structure of a composite color television signal EMQexp(t) with a picture line duration of 2 τH is shown in Fig. 2.
In diesem Fall beträgt das Intervall von to-1 bis to-2 (zwischen den Vorderflanken der Synchronisationssignale Es) 128 us. Das Intervall von 2 us von to-1 bis t&sub1; wird verwendet, um Synchronisationssignale Es zu übertragen, die Intervalle t&sub1; bis t&sub2;, t&sub3; bis t&sub4;, und t&sub5; bis t&sub6; sind Sicherheitsbereiche von 0,4 us zwischen den Signalen. Das Intervall mit einer Dauer von 20,8 us von t&sub2; bis t&sub3; wird verwendet, um Farbartsignale E*c(t) zu übertragen, das Intervall von t&sub4; bis t&sub5; mit einer Dauer von 104 us wird verwendet, um das zeitlich gedehnte reflex-modulierte Leuchtdichtesignal EyQexp(t) zu übertragen. Das Eingangssignal EMQ(t) wird also in das Signal EMQexp(t) mit der folgenden Charakteristik umgewandelt: 7812,5 Hz Horizontalfrequenz, 312,5 Zeilen pro Vollbild, 25 Hz Bildwiederholfrequenz, 3 MHz Bandbreite des vollständigen Farbfernsehsignals. In this case, the interval from t0-1 to t0-2 (between the leading edges of the synchronization signals Es) is 128 µs. The interval of 2 µs from t0-1 to t1 is used to transmit synchronization signals Es, the intervals t1 to t2, t3 to t4, and t5 to t6 are safety margins of 0.4 µs between the signals. The interval with a duration of 20.8 µs from t2 to t3 is used to transmit chrominance signals E*c(t), the interval from t4 to t5 with a duration of 104 µs is used to transmit the time-stretched reflex-modulated luminance signal EyQexp(t). The input signal EMQ(t) is thus converted into the signal EMQexp(t) with the following characteristics: 7812.5 Hz horizontal frequency, 312.5 lines per frame, 25 Hz refresh rate, 3 MHz bandwidth of the complete color television signal.
wobei ωy = 2π fy gilt.where ωy = 2π fy .
Die Anzahl der Pixel des unabhängigen Signals Ey(2S-1)exp(t) sin (ωy/2)t beträgt 2x3x10&sup6; x 104x10&supmin;&sup6; = 624, die Anzahl der unabhängigen Pixel im Signal Ey(2s)exp(t) cos (ωy/2) t in der gleichen Bildzeile beträgt 2x3x10&sup6; x 104x10&supmin;&sup6; = 624. Die Gesamtanzahl der unabhängigen Leuchtdichtepixel in einer übertragenen Bildzeile beträgt also 624 x 2 = 1248. Die ergibt 39 x 10&sup4; Pixel pro Vollbild, 358.800 Pixel pro aktives Vollbild und 897x10&sup4; Pixel pro Sekunde, d.h. das gleiche wie im ursprünglichen Ausgangssignal EM(t).The number of pixels of the independent signal Ey(2S-1)exp(t) sin (ωy/2)t is 2x3x10⁶ x 104x10⁻⁶ = 624, the number of independent pixels in the signal Ey(2s)exp(t) cos (ωy/2) t in the same image line is 2x3x10⁶ x 104x10⁻⁶ = 624. The total number of independent luminance pixels in a transmitted image line is therefore 624 x 2 = 1248. This gives 39 x 10⁴ pixels per frame, 358,800 pixels per active frame and 897x10⁻ pixels per second, i.e. the same as in the original output signal EM(t).
Auf der Empfangsseite wird das vollständige Farbfernsehsignal EMQexp(t) verarbeitet, um die Leuchtdichtesignale Ey(2S-1)(t) und Ey(2s)(t) und das Leuchtdichtesignal E*c(t) wiederherzustellen, das sowohl zur Zeile (2S-1) als auch zur Zeile 2S gehört, um die Bildzeilen (2S-1) und (2S-1 + (z+1)/2) mit Hilfe der oben mit Bezug auf Fig. 17 beschriebenen Techniken zu reproduzieren.At the receiving end, the complete color television signal EMQexp(t) is processed to recover the luminance signals Ey(2S-1)(t) and Ey(2s)(t) and the luminance signal E*c(t) belonging to both line (2S-1) and line 2S in order to reproduce the picture lines (2S-1) and (2S-1 + (z+1)/2) using the techniques described above with reference to Fig. 17.
Die Parameter der wiederhergestellten Leuchtdichte- und Farbartsignale entsprechen denen der ursprünglichen Signale, die verwendet worden sind, um das vollständige Farbdifferenzsignal auf der Sendeseite zu erzeugen.The parameters of the restored luminance and chrominance signals correspond to those of the original signals used to generate the complete color difference signal on the transmit side.
Ursprüngliche Daten: 2000 unabhängige Leuchtdichtepixel pro Zeile, dies entspricht den Anforderungen des HDTV-Systems 1125/60/2:1 mit einer Gesamtbandbreite von 33,75 MHz; aktive Zeilendauer τHa = 0,78 τH; horizontales Auflösungsverhältnis zwischen Leuchtdichte und Farbart 4:1. Diese Daten sind so gewählt wie im HDTV-System 1125, um besser vergleichen zu können.Original data: 2000 independent luminance pixels per line, this corresponds to the requirements of the HDTV system 1125/60/2:1 with a total bandwidth of 33.75 MHz; active line duration τHa = 0.78 τH; horizontal resolution ratio between luminance and chrominance 4:1. This data is chosen as in the HDTV system 1125 to make it easier to compare.
Die Anzahl der unabhängigen Pixel pro aktive Zeile beträgt 2.000 x 0,78 = 1.560. Dadurch entsteht unter Berücksichtigung des Unterschieds der Formate 126:9 und 4:3 eine höhere Leuchtdichteauflösung im Vergleich zu Systemen mit 625 Zeilen und 50 Halbbildern, nämlich:The number of independent pixels per active line is 2,000 x 0.78 = 1,560. This creates, taking into account the difference in Formats 126:9 and 4:3 have a higher luminance resolution compared to systems with 625 lines and 50 fields, namely:
- im Vergleich zu dem System mit 625 Zeilen und einer Bandbreite von 5 MHz (CCIR-Norm G): - compared to the system with 625 lines and a bandwidth of 5 MHz (CCIR standard G):
mal, wobei 16:9 das Bildformat des HDTV-Systems ist, 1.569 die Anzahl der Pixel pro aktive Zeile ist. Die äquivalente horizontale Auflösung des HDTV-Systems beträgt 1560(9/16) = 877,5. 4:3 ist das Bildformat des Systems mit 625 Zeilen, 52 us ist die Dauer der aktiven Zeile im System mit 625 Zeilen und 50 Halbbildern;times, where 16:9 is the aspect ratio of the HDTV system, 1,569 is the number of pixels per active line. The equivalent horizontal resolution of the HDTV system is 1560(9/16) = 877.5. 4:3 is the aspect ratio of the 625-line system, 52 us is the duration of the active line in the 625-line, 50-field system;
- im Vergleich zu dem System mit 625 Zeilen und ΔF = 5,75 MHz (Analogbasis des digitalen Studiocodes 4:2:2) - um den Faktor 1,96;- compared to the system with 625 lines and ΔF = 5.75 MHz (analogue basis of the digital studio code 4:2:2) - by a factor of 1.96;
- im Vergleich zu dem System mit 625 Zeilen und ΔF = 6 MHz (CCIR- Normen D, K, K1 und L) - um den Faktor 1,875;- compared to the system with 625 lines and ΔF = 6 MHz (CCIR standards D, K, K1 and L) - by a factor of 1.875;
- im Vergleich zu dem System mit 525 Zeilen und 60 Halbbildern und ΔF = 4,2 MHz (CCIR-Norm M, gültig in den USA, Kanada, Japan und einigen anderen Ländern) - um den Faktor von etwa 2,68;- compared to the system with 525 lines and 60 fields and ΔF = 4.2 MHz (CCIR standard M, valid in the USA, Canada, Japan and some other countries) - by a factor of about 2.68;
- im Vergleich zu dem HDTV-System mit 1.125 Zeilen und ΔF = 20 MHz - um den Faktor 1,69;- compared to the HDTV system with 1,125 lines and ΔF = 20 MHz - by a factor of 1.69;
- im Vergleich zu der potentiellen theoretischen Auflösung des MUSE- Systems (748 Abtastungen pro Zeile) - um den Faktor 2,1.- compared to the potential theoretical resolution of the MUSE system (748 samples per line) - by a factor of 2.1.
Man beachte, daß der Wert der horizontalen Auflösung, der berechnet wird als Verhältnis zwischen unabhängigen Pixeln pro aktive Zeile und dem Bildformat und der 877,5 Pixeln entspricht, einer horizontalen Auflösung von 1.125 Pixeln entspricht. Bei einer Entfernung vom Bildschirm, die 3 bis 4 Bildschirmhöhen (oder etwa 1,69 bis 2,25 Bildschirmbreiten) entspricht, führt dies zu 41,7 Hz pro Grad und 32 Hz pro Grad; bei einer Auflösung von 877,5 Pixeln (nur Pixel in den aktiven Zeilen gerechnet) und bei den gleichen Blickwinkeln ergibt dies entsprechend 32,5 Hz pro Grad und 25,6 Hz pro Grad. Die Sehschärfe von 1 Winkelminute, die als Nennwert für die Beobachtung natürlicher Gegenstände gilt, entspricht einer Raumfrequenz von 30 Hz pro Grad.Note that the horizontal resolution value calculated as the ratio between independent pixels per active line and the aspect ratio, which is 877.5 pixels, corresponds to a horizontal resolution of 1125 pixels. At a distance from the screen equal to 3 to 4 screen heights (or about 1.69 to 2.25 screen widths), this results in 41.7 Hz per degree and 32 Hz per degree; at a resolution of 877.5 pixels (counting only pixels in the active lines) and at the same viewing angles, this results in 32.5 Hz per degree and 25.6 Hz per degree, respectively. The visual acuity of 1 minute of arc, which is considered the nominal value for observing natural objects, corresponds to a spatial frequency of 30 Hz per degree.
Die erforderliche vertikale Auflösung ist eine funktion der Anisotropie der vertikalen und horizontalen optischen Auflösung beim Betrachten von breitformatigen Bildern, wenn die horizontale Auflösung durch beidäugiges Sehen und die vertikale Auflösung durch einäugiges Sehen bestimmt ist. Aufgrund der physiologischen Ermittlungen beträgt diese Anisotropie 0,7 bis 0,8, so daß bei einer horizontalen Auflösung von 877,5 Pixel die vertikale Auflösung im aktiven Halbbild etwa 614 bis 702 Pixel betragen sollte oder, wenn man den Vollbildrücklauf (8%) in Betracht zieht, 667 bis 763 Pixel betragen sollte. Zum Vergleich dazu beträgt in Systemen mit 625 Auflösungszeilen ein aktives Vollbild 575 Zeilen, und bei Zeilensprungabtastung beträgt die vertikale Auflösung 364 Pixel, bei progressiver Abtastung beträgt sie etwa 405 Pixel und bei Vollbildrückführung erhöhen sich diese Werte auf 395 bzw. 440 Pixel. Im HDTV-Systein mit 1.125 Zeilen hat das aktive Vollbild 1.035 Zeilen, und die vertikale Auflösung bei Zeilensprungabtastung beträgt 655 Zeilen (712 Pixel, wenn man Vollbildrückführung mit einbezieht) und etwa 792 Zeilen mit progressiver Abtastung (792 Pixel, wenn man Vollbildrückführung mit einbezieht).The required vertical resolution is a function of the anisotropy of the vertical and horizontal optical resolution at Viewing widescreen images when the horizontal resolution is determined by binocular vision and the vertical resolution by monocular vision. Physiological calculations indicate that this anisotropy is 0.7 to 0.8, so that with a horizontal resolution of 877.5 pixels, the vertical resolution in the active field should be about 614 to 702 pixels, or, taking frame retrace (8%) into account, 667 to 763 pixels. By comparison, in systems with 625 resolution lines, an active frame is 575 lines, and with interlaced scanning the vertical resolution is 364 pixels, with progressive scanning it is about 405 pixels, and with frame retrace these values increase to 395 and 440 pixels respectively. In the 1,125-line HDTV system, the active frame has 1,035 lines, and the vertical resolution with interlaced scanning is 655 lines (712 pixels if frame return is included) and about 792 lines with progressive scanning (792 pixels if frame return is included).
Unter Verwendung eines digitalen Filters als Interpolator auf der Empfangsseite, wobei der Frequenzgang des Filters eine Grenzfrequenzsteilheit von etwa 11% bis 15% des Durchlaßbereichs hat, kann die Anzahl der Auflösungszeilen bei etwa 805 bis 810 aktiven Zeilen auf z = 875 reduziert werden, was zu einer vertikalen Auflösung des reproduzierten Bildes von 725 bis 729 Pixel pro aktives Vollbild (787,5 Pixel, wenn man Strahlrückführung mit einbezieht) bei einer 11%igen Grenzfrequenzsteilheit des Filterfrequenzgangs und zu einer vertikalen Auflösung von etwa 702 bis 706 Zeilen pro aktives Halbbild (763 Zeilen, wenn man Strahlrückführung mit einbezieht) bei einer Grenzfrequenzsteilheit des Filterfrequenzgangs bei 15% seines Durchlaßbereichs führt.Using a digital filter as an interpolator on the receiving side, the frequency response of the filter having a cut-off frequency slope of about 11% to 15% of the passband, the number of resolution lines can be reduced to z = 875 at about 805 to 810 active lines, resulting in a vertical resolution of the reproduced image of 725 to 729 pixels per active frame (787.5 pixels if one includes beam return) at an 11% cut-off frequency slope of the filter frequency response and a vertical resolution of about 702 to 706 lines per active field (763 lines if one includes beam return) at a cut-off frequency slope of the filter frequency response at 15% of its passband.
Folglich ist die vertikale Auflösung, die durch das Übertragen von 875 Zeilen der ursprünglichen Bildauflösung und unter Verwendung von Interpolation auf der Empfangsseite erreichbar ist, höher als die Auflösung, die die Systeme mit 625 Zeilen und mit Zeilensprungabtastung bieten, und zwar um einen Faktor 1,9 bis 2, und sie ist auch höher als die Auflösung bei Systemen mit 625 Zeilen mit progressiver Abtastung und zwar um den Faktor 1,74 bis 1,8.Consequently, the vertical resolution achievable by transmitting 875 lines of the original image resolution and using interpolation at the receiving end is higher than the resolution offered by the 625-line interlaced scanning systems by a factor of 1.9 to 2, and it is also higher than the resolution offered by the 625-line progressive scanning systems by a factor of 1.74 to 1.8.
Verglichen mit dem HDTV-System mit 1.125 Zeilen, bietet das erfindungsgemäße System eine um den Faktor 1,07 bis 1,11 höhere vertikale Auflösung, wenn das HDTV-System Zeilensprungabtastung verwendet, und eine Auflösung, die um den Faktor 0,996 bis 1,0 höher ist, wenn das HDTV-System progressive Abtastung verwendet, d.h. die vertikale Auflösung dieser Systeme ist praktisch die gleiche.Compared to the HDTV system with 1,125 lines, the system according to the invention offers a vertical resolution that is 1.07 to 1.11 times higher when the HDTV system uses interlaced scanning and a resolution that is 0.996 to 1.0 times higher when the HDTV system uses progressive scanning, i.e. the vertical resolution of these systems is practically the same.
Die Übertragung von Signalen in einem System mit 2.000 Pixel pro Zeilendauer τH, 875 Auflösungszeilen und einer Halbbildwiederholfrequenz von 50 Hz (25 Vollbilder) erfordert eine Bandbreite ΔF von 21,375 MHz, wie aus der folgenden Schlußfolgerung hervorgeht: die Zeilendauer τH = 1/fpz; fp = 25 Hz, z = 875, so daß fH = 875,25 = 21.875 Hz und τH = 45,714 x 10&supmin;&sup6; Sekunden gilt, wobei sich ΔF = 2.000 ergibt: τH = 21,875 x 10&sup6; Hz. (Dieses System kann konventionell als HDTV-System 2.000 x 875/50/2:1 bezeichnet werden.)The transmission of signals in a system with 2,000 pixels per line duration τH, 875 resolution lines and a field refresh rate of 50 Hz (25 frames) requires a bandwidth ΔF of 21.375 MHz, as follows from the following conclusion: the line duration τH = 1/fpz; fp = 25 Hz, z = 875, so fH = 875.25 = 21,875 Hz and τH = 45.714 x 10-6 seconds, where ΔF = 2,000: τH = 21.875 x 10-6 Hz. (This system can be conventionally referred to as HDTV system 2,000 x 875/50/2:1.)
Das vollständige Farbfernsehsignal dieses Systems, EM(t), kommt am Eingang des Signalseparators 5 an (Fig. 126), die Wellenform dieses Eingangssignals EM(t) ist in Fig. 8 dargestellt. Das Zeitintervall von to-1 bis to-2 beträgt 45,7124 x 10&supmin;&sup6; Sekunden und ist die Zeilendauer τH; das Zeitintervall von to-1 bis t&sub1; beträgt etwa 0,534 x 10&supmin;&sup6; Sekunden (etwa 23,5 unabhängige Signalabtastungen) und nimmt das horizontale Synchronisationssignal Es auf; das Zeitintervall von t&sub2; bis t&sub3; beträgt 8,914 x 10&supmin;&sup6; Sekunden und nimmt den Spitze-zu-Spitze-Schwarzwertimpuls 0,35 (die Hälfte des Leuchtdichtesignals Ey(t) von Referenzschwarz bis Referenzweiß) auf. Der Schwarzwertimpuls setzt sich auf das zeitlich komprimierte Farbartsignal E*c(t) (390 unabhängige Abtastwerte des Farbdifferenzsignals ER-Y(t) und 390 unabhängige Abtastwerte des Farbdifferenzsignals EB-Y(t) und die reflex-modulierte Farbarthilfsträgerfrequenz fo). Das Zeitintervall von t&sub4; bis t&sub5; beträgt 35,66 x 10&supmin;&sup6; Sekunden (1560 unabhängige Abtastwerte des Leuchtdichtesignals Ey(t)) und hat die aktive Zeilendauer τHa; die Zeitintervalle t&sub1; bis t&sub2;, t&sub3; bis t&sub4; und t&sub4; bis to-2 sind Schutzbereiche von jeweils etwa 0,2 x 10&supmin;&sup6; Sekunden Dauer (jeweils etwa 9 unabhängige Signalabtastwerte).The complete color television signal of this system, EM(t), arrives at the input of the signal separator 5 (Fig. 126), the waveform of this input signal EM(t) is shown in Fig. 8. The time interval from to-1 to to-2 is 45.7124 x 10-6 seconds and is the line duration τH; the time interval from to-1 to t₁ is about 0.534 x 10-6 seconds (about 23.5 independent signal samples) and receives the horizontal synchronization signal Es; the time interval from t₂ to t₃ is 8.914 x 10-6 seconds and records the peak-to-peak black level pulse 0.35 (half of the luminance signal Ey(t) from reference black to reference white). The black level pulse is based on the time-compressed chrominance signal E*c(t) (390 independent samples of the color difference signal ER-Y(t) and 390 independent samples of the color difference signal EB-Y(t) and the reflex-modulated chrominance subcarrier frequency fo). The time interval from t₄ to t₅ is 35.66 x 10⁻⁶ seconds (1560 independent samples of the luminance signal Ey(t)) and has the active line duration τHa; the time intervals t₁ to t₂, t₃ to t₄ and t₃ to to-2 are protection zones of approximately 0.2 x 10⊃min;⊃6; seconds duration each (approximately 9 independent signal samples each).
Die Farbartsignale E*c(2S-1)(t) und E*c(2S)(t) mit ihren Schwarzwertimpulsen werden aus dein vollständigen Farbfernsehsignal EM(t) in der Bildzeile (2S-1) des ersten Halbbildes und der räumlich mit ihr benachbarten Bildzeile 2S des zweiten Halbbildes herausgelöst. Die algebraische Summierung der herausgelösten Signalspannungen (in diesem Fall die Subtraktion) ergibt das den Zeilen (2S-1) und (2S-2 + (z+1)/2) gemeinsame Farbartsignal E*c(t), wobei die Differenz zwischen den Schwarzwertimpulsen Null ist.The chrominance signals E*c(2S-1)(t) and E*c(2S)(t) with their black level pulses are generated from the complete color television signal EM(t) in the picture line (2S-1) of the first field and the spatially associated adjacent image line 2S of the second field. The algebraic summation of the extracted signal voltages (in this case the subtraction) results in the chrominance signal E*c(t) common to lines (2S-1) and (2S-2 + (z+1)/2), where the difference between the black level pulses is zero.
Die Austastintervalle, die somit von den Farbartsignalen E*c(t) befreit sind, werden mit Schwarzwertimpulsen mit einem Spitze-zu-Spitze- Wert von 0,35 (der Hälfte des Leuchtdichtesignals von Referenzschwarz bis Referenzweiß) gefüllt (Fig. 8), wodurch die Leuchtdichtsignale Ey(2S-1)(t) und Ey(2S)(t) in den Bildzeilen (2S-1) und (2S-1 + (z+1)/2) des zusammengesetzten Farbfernsehsignals EM(t) komplementiert werden, und der Pegel wird durch Klemmschaltung mit der oberen flachen Stelle des Schwarzwertimpulses verbunden. Das Ergebnis sind bipolare Leuchtdichtsignale Ey(2S-1)(t) und Ey(2S)(t) mit einem Spitze-zu-Spitze-Wert ±0,35, der verwendet wird, um die Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz fy = (2d-1)/4 fH zu modulieren, wobei fH die horizontale Frequenz des Ausgangssignals EM(t) ist und 21.875 Hz beträgt. Bei d = 3 ergibt sich z.B. die Leuchtdichtehilfsträgerfrequenz fy = 27.343,75 Hz. Das reflexmodulierte Leuchtdichtesignal EyQ(t) hat einen Spitze-zu-Spitze-Wert von ±0,5 des durch Klemmschaltung erzeugten Pegels, der der Referenzpegel ("Nullpegel") ist, und das Farbartsignal E*c(t) hat den gleichen Spitze-zu- Spitze-Wert. Zweifach zeitlich gedehnte Farbartsignale E*c(t) und das reflex-modulierte Leuchtdichtesignal EyQ(t) werden verwendet, um das vollständige Farbfernsehsignal EMQexp(t) zu erzeugen, dessen Ausgangswellenform in Fig. 2 dargestellt ist.The blanking intervals, thus freed from the chrominance signals E*c(t), are filled with black level pulses with a peak-to-peak value of 0.35 (half of the luminance signal from reference black to reference white) (Fig. 8), thereby complementing the luminance signals Ey(2S-1)(t) and Ey(2S)(t) in the picture lines (2S-1) and (2S-1 + (z+1)/2) of the composite color television signal EM(t), and the level is clamped to the upper flat point of the black level pulse. The result is bipolar luminance signals Ey(2S-1)(t) and Ey(2S)(t) with a peak-to-peak value ±0.35, which is used to modulate the luminance subcarrier frequency fy = (2d-1)/4 fH, where fH is the horizontal frequency of the output signal EM(t) and is 21,875 Hz. For example, with d = 3, the luminance subcarrier frequency fy = 27,343.75 Hz results. The reflex-modulated luminance signal EyQ(t) has a peak-to-peak value of ±0.5 of the clamp-generated level, which is the reference level ("zero level"), and the chrominance signal E*c(t) has the same peak-to-peak value. Twice time-expanded chrominance signals E*c(t) and the reflex-modulated luminance signal EyQ(t) are used to generate the complete color television signal EMQexp(t), whose output waveform is shown in Fig. 2.
Das Zeitintervall von to-1 bis to-2 ist die Dauer einer Zeile des umgesetzten Eingangssignals in dem erfindungsgemäßen HDTV-System 2.000 x 875/50/2:1, wobei die Ausgabezeilendauer τH (Bildzeilendauer) gleich der Gesamtzeit von 4 x 10³ einzelnen Abtastwerten der Frequenz von 21.875 MHz (etwa 91,43 x 10&supmin;&sup6; Sekunden) ist. Das Zeitintervall von to-1 bis t&sub1; wird verwendet, um die horizontalen Synchronisationsimpulse zu übertragen, und entspricht den 61 unabhängigen Abtastwerten mit einer Abtastfrequenz von 21.875 MHz x 2 (etwa 1,386 x 10&supmin;&sup6; Sekunden).The time interval from t0-1 to t0-2 is the duration of one line of the converted input signal in the HDTV system of the invention 2,000 x 875/50/2:1, where the output line duration τH (picture line duration) is equal to the total time of 4 x 10³ individual samples of the frequency of 21,875 MHz (about 91.43 x 10⁻⁶ seconds). The time interval from t0-1 to t₁ is used to transmit the horizontal synchronization pulses and corresponds to the 61 independent samples with a sampling frequency of 21,875 MHz x 2 (about 1.386 x 10⁻⁶ seconds).
Das Zeitintervall von t&sub2; bis t&sub3; ist in den Farbartsignalen E*c(t) untergebracht und beträgt 780 unabhängige Abtastungen bei einer Abtastfrequenz von 21,875 MHz x 2 (etwa 17,83 x 10&supmin;&sup6; Sekunden).The time interval from t2 to t3 is accommodated in the chrominance signals E*c(t) and amounts to 780 independent samples at a sampling frequency of 21.875 MHz x 2 (about 17.83 x 10-6 seconds).
Die aktive Zeilendauer τHa ist das Zeitintervall von t&sub4; bis t&sub5; und wird verwendet, um das reflex-modulierte Leuchtdichtesignal EyQ(t) zu übertragen; es ist 3.120 unabhängige Abtastungen lang mit einer Abtastfrequenz von 21.875 MHz x 2, also etwa 71,314 X 10&supmin;&sup6; Sekunden.The active line duration τHa is the time interval from t4 to t5 and is used to transmit the reflex-modulated luminance signal EyQ(t); it is 3,120 independent samples long with a sampling frequency of 21,875 MHz x 2, or about 71.314 X 10-6 seconds.
Die Schutzbereiche t&sub1; bis t&sub2;, t&sub3; bis t&sub4;, t&sub5; bis to-2 sind jeweils etwa 0,3 us lang.The protection ranges t₁ to t₂, t₃ to t₄, t₅ to t₃ are each about 0.3 us long.
Die Horizontalfrequenz beträgt 21.875:2 = 10.837,5 Hz.The horizontal frequency is 21,875:2 = 10,837.5 Hz.
Die Bandbreite ΔF des abgegebenen vollständigen Farbfernsehsignals EMQexp(t) beträgt 10,937 MHz, zweimal schmaler als die Bandbreite des Eingangssignal des HDTV-Systems 2.000 x 875/50/2:1 und 3,1mal schmaler als das HDTV-System 1.125/60/2:12, ΔF = 33,75 MHz, bei der gleichen Reproduktionsauflösung auf dem Empfängerbildschirm (1.560 unabhängige Pixel pro Zeile).The bandwidth ΔF of the output full color television signal EMQexp(t) is 10.937 MHz, twice narrower than the bandwidth of the input signal of the HDTV system 2000 x 875/50/2:1 and 3.1 times narrower than the HDTV system 1125/60/2:12, ΔF = 33.75 MHz, at the same reproduction resolution on the receiver screen (1560 independent pixels per line).
Im Vergleich zu dem HDTV-System 1.125/60/1:2 mit ΔF = 20 MHz, wird die horizontale Auflösung etwa um den Faktor 1,69 verbessert, und zwar mit einer etwa um den Faktor 1,83 schmaleren Bandbreite.Compared to the HDTV system 1.125/60/1:2 with ΔF = 20 MHz, the horizontal resolution is improved by a factor of about 1.69, with a bandwidth that is narrower by a factor of about 1.83.
Im Vergleich zu dem MUSE-System, ist die Auflösung etwa um den Faktor 2,1 verbessert, und zwar etwa bei einer 35% breiteren Bandbreite.Compared to the MUSE system, the resolution is improved by a factor of about 2.1, with a bandwidth that is about 35% wider.
Die gleiche horizontale Auflösung wie beim HDTV-System 1.125/60/1:2 mit ΔF = 20 MHz wird mit einer Bandbreite ΔF = 6,48 MHz des vollständigen Farbfernsehsignals EMQexp(t) erreicht.The same horizontal resolution as the HDTV system 1.125/60/1:2 with ΔF = 20 MHz is achieved with a bandwidth ΔF = 6.48 MHz of the complete color television signal EMQexp(t).
Die Einführung einer sich ändernden horizontalen und vertikalen Auflösung, die in der Mitte von 100% auf etwa 93% an den Rasterrändern (auf 13% in den Rasterecken) abfällt, was praktisch auf dem Bildschirm optisch nicht wahrnehmbar ist, erlaubt die Verringerung der Bandbreite auf 6 MHz, wodurch die genormte Bandbreite für Übertragungskanäle in Europa (der Videofrequenzdurchlaßbereich für das vollständige Modulationsfarbfernsehsignal EM(t)) erfüllt wird.The introduction of a varying horizontal and vertical resolution, which drops from 100% in the centre to about 93% at the edges of the grid (to 13% in the corners), which is practically not visually perceptible on the screen, allows the bandwidth to be reduced to 6 MHz, thus exceeding the standardised bandwidth for transmission channels in Europe (the Video frequency passband for the complete modulation colour television signal EM(t)) is met.
Die Verarbeitung des vollständigen Farbfernsehsignals auf der Empfangsseite und die Herauslösung der Leuchtdichte- und Farbartsignale aus ihm werden mittels des Verfahrens erreicht, das oben mit Bezug auf Fig. 17 beschrieben worden ist.The processing of the complete color television signal on the receiving side and the extraction of the luminance and chrominance signals from it are achieved by means of the method described above with reference to Fig. 17.
Die zusätzliche Verarbeitung von Leuchtdichte- und Farbartsignalen kann unter Verwendung des Verfahrens ausgeführt werden, das oben mit Bezug auf Fig. 19, 20 und 21 beschreiben worden ist.The additional processing of luminance and chrominance signals can be carried out using the method described above with reference to Figs. 19, 20 and 21.
Das erfindungsgemäße Farbfernsehsystem mit Zeitmultiplexübertragung von Signalen, die Informationen über Leuchtdichte und Farbart enthalten, bei dein horizontale Austastintervalle vom Farbartsignal begleitet werden, das der Farbartträger ist, der gleichzeitig mit zwei Farbdifferenzsignalen reflex-moduliert wird, und auch dessen Modifizierung, die die Übertragung von reflex-modulierten Leuchtdichtesignalen in aktiven Zeilen einschließt, ermöglichen die Übertragung einer größeren Informationsinenge in der gleichen Bandbreite, verglichen mit bekannten Fernseh-Funksendesystemen. Da der Vergleich mit bekannten Funksendesystemen mit verschiedenen Anzahlen von Auflösungszeilen und Halbbildern, verschiedenen Verhältnissen zwischen der aktiven Zeile τHa und der Bildzeile τH geführt wird und außerdem Unterschiede in der Bandbreite des vollständigen Farbfernsehsignals vorhanden sind, erfolgt der Vergleich mit Parametern, die mit denen des erfindungsgemäßen Systems identisch sind.The color television system according to the invention with time-division multiplex transmission of signals containing information on luminance and chrominance, in which horizontal blanking intervals are accompanied by the chrominance signal, which is the chrominance carrier, which is simultaneously reflex-modulated with two color difference signals, and also its modification, which includes the transmission of reflex-modulated luminance signals in active lines, enable the transmission of a larger amount of information in the same bandwidth, compared with known television broadcasting systems. Since the comparison is made with known broadcasting systems with different numbers of resolution lines and fields, different ratios between the active line τHa and the image line τH, and since there are also differences in the bandwidth of the complete color television signal, the comparison is made with parameters that are identical to those of the system according to the invention.
Farbartdäten pro Zeit (1 Sekunde):Chromaticities per time (1 second):
- im Vergleich zu dem SECAM-System (625 Zeilen, τHa 0,8125 τH, ΔF = 7 MHz), etwa 1,4mal höher bei geringerer Farbsättigung und etwa 2,7mal höher bei 50% der Farbsättigung bei SECAM (aufgrund der Nichtlinearitätsverzerrungen des SECAM-Codierers, die Farbartdatenübertragung in diesem System hängt von der Farbsättigung ab), keine Kreuzmodulationsstörung aus dem Leuchtdichtekanal, wie es bei SECAM der Fall ist;- compared to the SECAM system (625 lines, τHa 0.8125 τH, ΔF = 7 MHz), about 1.4 times higher at lower color saturation and about 2.7 times higher at 50% of color saturation in SECAM (due to the non-linearity distortions of the SECAM encoder, the chrominance data transmission in this system depends on the color saturation), no cross-modulation interference from the luminance channel as is the case in SECAM;
- im Vergleich zu dem System PAL, etwa gleich, allerdings ohne Kreuzmodulationsstörung aus dem Leuchtdichtekanal;- compared to the PAL system, approximately the same, but without cross-modulation interference from the luminance channel;
- verglichen mit dem System MAC-C (625 Zeilen, ΔF = 8,4 MHz) um etwa 1,5mal höher;- compared to the MAC-C system (625 lines, ΔF = 8.4 MHz) by about 1.5 times higher;
- im Vergleich zu dem System HDTV (1.125 Zeilen, 30 Hz Vollbildwiederholfrequenz, 60 Hz Halbbildwiederholfrequenz, τHa 0,78 τH, ΔF = 20 MHz zweimal höher;- compared to the HDTV system (1,125 lines, 30 Hz frame refresh rate, 60 Hz field refresh rate, τHa 0.78 τH, ΔF = 20 MHz twice as high;
- im Vergleich zu dem System MUSE (ΔF 8,1 MHz) zweimal höher.- twice as high as the MUSE system (ΔF 8.1 MHz).
Die Leuchtdichtedaten in einer aktiven Zeile sind, wenn alles andere gleich ist (Anzahl der Zeilen und Vollbilder, aktive Zeilendauer τHa, Bandbreite), mehr als zweimal höher, verglichen mit allen anderen bekannten Farbfernsehsystemen; verglichen mit Systemen mit Frequenzmultiplexübertragung der Leuchtdichte- und Farbartsignale, ist die nichtvorhandene Kreuzmodulationsstörung ein wichtiger Vorteil.The luminance data in an active line are, when everything else is equal (number of lines and frames, active line duration τHa, bandwidth), more than twice as high as in all other known color television systems; compared to systems with frequency division multiplex transmission of the luminance and chrominance signals, the absence of cross-modulation interference is an important advantage.
Theoretische Analyse und experimentelle Studien zeigen, daß das erfindungsgemäße Fernsehsystem aufgrund einer größeren Menge an Farbartdaten, die während des horizontalen Austastintervalls übertragen werden, die folgenden Vorteile gegenüber genormten Fernseh- Funksendesystemen (NTSC, SECAM, PAL) hat:Theoretical analysis and experimental studies show that the television system according to the invention has the following advantages over standardized television broadcasting systems (NTSC, SECAM, PAL) due to a larger amount of chrominance data transmitted during the horizontal blanking interval:
- eine höhere Qualität der farb- und (kompatiblen) Monochrombilder aufgrund der nichtvorhandenen Kreuzmodulationsstörung zwischen Leuchtdichte- und Farbartsignalen; eine vollständige Leuchtdichteauflösung, wie in den Sendenormen festgelegt; kein Flimmern bei horizontalen Farbübergängen;- higher quality of color and (compatible) monochrome images due to the absence of cross-modulation interference between luminance and chrominance signals; full luminance resolution as specified in the broadcast standards; no flickering in horizontal color transitions;
- eine hohe Flexibilität der Charakteristika bezüglich des Farbartsignals (variable horizontale, vertikale Auflösung, zeitvariable Auflösung), wobei dies im wesentlichen nützlich ist, wenn das System in verschiedenen Übertragungsstrecken verwendet wird. Die Farbauflösung kann z.B. von 1/5 bis über 1/2 der Leuchtdichteauflösung geändert werden, mit entsprechenden Änderungen der vertikalen Auflösung von Gesamtauflösung bis 1/4 und entlang der Zeitbasis von 100% bis 50% der Leuchtdichteauflösung. Es ist wesentlich, daß dies nicht eine Decodierung des vollständigen Farbfernsehsignals erfordert, was die Leuchtdichtekomponenten verzerren könnte;- a high flexibility of characteristics regarding the chrominance signal (variable horizontal, vertical resolution, time-variable resolution), this being particularly useful when the system is used in different transmission links. The colour resolution can be changed, for example, from 1/5 to over 1/2 of the luminance resolution, with corresponding changes in the vertical resolution from total resolution to 1/4 and along the time base from 100% to 50% of the luminance resolution. It is essential that this does not require decoding of the complete colour television signal, which could distort the luminance components;
- die Empfindlichkeit gegenüber Frequenz- und Phasenverzerrungen in den Übertragungskanälen ist etwa die gleiche wie bei Monochromfernsehsignalen. Aufgrund der Reflex-Quadraturmodulation verursachen Unregelmäßigkeiten in der Frequenz- und Phasencharakteristik und auch Verzerrungen aufgrund von Differentialphasen und Differentialverstärkungen keine Farbverzerrungen (Schatten und/oder Sättigung) auf dem Bildschirm; es gibt keine Kreuzmodulationsverzerrungen zwischen den Farbdifferenzsignalen. Ein beschränkter Durchlaßbereich des Übertragungskanals beeinträchtigt nur die Bildfarbart- und Bildleuchtdichteauflösung, und zwar zu gleichen Prozentanteilen. Bezüglich der Empfindlichkeit gegenüber der Durchlaßbereichsbeschränkungen ist das erfindungsgemäße System nicht nur besser als die vorhandenen genormten Fernseh-Funksendesysteme, sondern auch besser als das System MAC;- the sensitivity to frequency and phase distortions in the transmission channels is approximately the same as monochrome television signals. Due to the reflex quadrature modulation, irregularities in the frequency and phase characteristics and also distortions due to differential phases and differential gains do not cause color distortions (shadows and/or saturation) on the screen; there are no cross-modulation distortions between the color difference signals. A limited passband of the transmission channel affects only the image chrominance and luminance resolution, and in equal percentages. In terms of sensitivity to passband limitations, the system according to the invention is not only better than the existing standardized television broadcast systems, but also better than the MAC system;
- kein Qualitätsverlust, keine spezifischen Verzerrungen in bezug auf die Herauslösung von Leuchtdichte- und Farbartkomponenten im ursprünglichen vollständigen Farbfernsehsignal während der Transcodierung in Signale der genormten Farbfernsehsysteme oder in Signale digitaler Fernsehsysteme;- no loss of quality, no specific distortions related to the extraction of luminance and chrominance components in the original complete colour television signal during transcoding into signals of standardised colour television systems or into signals of digital television systems;
- eine höhere Störfestigkeit der Farbartsignale während der Übertragung durch erdgebundene und Satellitenübertragungskanäle und auch bei Videoaufzeichnungsanwendungen. Die Störfestigkeit des Leuchtdichtesignals ist höher als die des Systems MAC.- higher immunity of the chrominance signals during transmission through terrestrial and satellite transmission channels and also in video recording applications. The immunity of the luminance signal is higher than that of the MAC system.
Die starken Möglichkeiten des vollständigen Farbfernsehsignals des erfindungsgemäßen Systems bestimmen den großen Bereich potentieller Anwendungen auf verschiedenen Gebieten der Fernsehtechnik.The strong capabilities of the complete color television signal of the system according to the invention determine the wide range of potential applications in various fields of television technology.
1. Bei der Fernsehprogrammproduktion als System zur Zwischencodierung, weil das erfindungsgemäße System eine Anzahl von Vorteilen gegenüber vorhandenen genormten Systemen hat, nämlich:1. In television programme production as a system for intermediate coding, because the system according to the invention has a number of advantages over existing standardised systems, namely:
- während des Mischens von Signalen können vorhandene Mischer in ihrem Monochrommodus verwendet werden, weder Decodierung noch erneute Codierung sind erforderlich (die die Bildqualität wesentlich verschlechtern), Hilfsträgerphasenentzerrung ist nicht erforderlich (weil bei einer geringen Hilfsträgerfrequenz, z.B. 12 kHz, 5º der Hilfsträgerphase wesentlich länger sind als die halbe Pixeldauer, wie das während des Mischens von Monochromfernsehsignalen erforderlich ist);- during signal mixing, existing mixers can be used in their monochrome mode, neither decoding nor re-encoding is required (which significantly degrades the image quality), subcarrier phase equalization is not required (because at a low subcarrier frequency, e.g. 12 kHz, 5º of the subcarrier phase is much longer than half the pixel duration, as is required during mixing of monochrome television signals);
- die Erzeugung von vollständigen Bildern erfordert nicht die erneute Modulation des vollständigen FarbFernsehsignals (im Vergleich zum System SECAM);- the generation of complete images does not require the re-modulation of the complete colour television signal (compared to the SECAM system);
- das Aufzeichnen des vollständigen Farbsignals stellt keine zusätzlichen Anforderungen an den Bildsignalweg des Videorecorders dar, verglichen mit den Anforderungen bei Aufzeichnungen von Monochromfernsehsignalen;- recording the full colour signal does not impose any additional requirements on the video recorder's picture signal path compared with the requirements for recording monochrome television signals;
- beim Verarbeiten von vollständigen Farbsignalen bewirken elektronische Synthesizer und Bildwandler keine Qualitätsverschlechterung in bezug auf die Herauslösung von Leuchtdichte- und Farbartkomponenten im Eingangssignal;- when processing full color signals, electronic synthesizers and image converters do not cause a deterioration in quality with regard to the extraction of luminance and chrominance components in the input signal;
- wenn Hardware, die analoge vollständige Farbfernsehsignale verwendet (vorhandene Übertragungsleitungen, Videorecorder), gemeinsam mit Hardware oder Hardware-Systemen verwendet wird, die digitale Signale verarbeiten, dann erfordert dies verschiedene Digital-Analog- und Analog-Digital-Umsetzungen, die Bildqualität verschlechtert sich nur durch Quantisierungsrauschen, wie bei Monochromfernsehen.- if hardware that uses analog full color TV signals (existing transmission lines, video recorders) is used together with hardware or hardware systems that process digital signals, then this requires various digital-to-analog and analog-to-digital conversions, the picture quality deteriorates only due to quantization noise, as in monochrome TV.
2. Bei erdgebundenen und Satellitenübertragungssystemen und auch bei Übertragungssystemen mit Funksendern und Funkumsetzern:2. For terrestrial and satellite transmission systems and also for transmission systems using radio transmitters and radio repeaters:
- um eine hohe Bildqualität während der Bildprogrammübertragung zu sichern (ohne zusätzliche Anforderungen an die Übertragungsleitungscharakteristik zu stellen, bezogen auf die Übertragung von Farbartsignalen);- to ensure high image quality during image program transmission (without imposing additional requirements on the transmission line characteristics related to the transmission of chrominance signals);
- um Farbprogrammübertragungen über spezielle Übertragungsleitungen mit Charakteristiken zu ermöglichen, die im Vergleich zur Norm schlechter oder zeitinstabil sind;- to enable colour programme transmissions over special transmission lines with characteristics that are inferior or time-instant compared to the standard;
- um Farbbildübertragung über spezielle Schmalbandkanäle (1,5 MHz bis 2 MHz) zu ermöglichen;- to enable colour image transmission via special narrowband channels (1.5 MHz to 2 MHz);
- um eine hohe Bildqualität während internationaler Fernsehprogrammaustausche mit Transcodierung zu sichern;- to ensure high picture quality during international television programme exchanges with transcoding;
- um Übertragungen zwischen digitalen Fernsehzentren über analoge Übertragungsleitungen zu ermöglichen;- to enable transmissions between digital television centres via analogue transmission lines;
- um kolorimetrische Verzerrungen während der Farbfernsehsignalübertragung über digitale Übertragungskanäle mit verringerten Bit-Raten zu verringern;- to reduce colorimetric distortions during colour television signal transmission over digital transmission channels with reduced bit rates;
- um die Schaffung eines Systems zu ermöglichen, das zwei Farbfernsehprogramme über vorhandene Übertragungskanäle überträgt (wobei die Bildqualität jedes der Programme gleich bleibt, als ob dieser Kanal ein Farbfernsehprogramm eines genormten Fernseh- Funksendesystems übertrüge);- to enable the creation of a system transmitting two colour television programmes over existing transmission channels (the picture quality of each of the programmes remaining the same as if that channel were transmitting a colour television programme from a standardised television broadcasting system);
- um die Schaffung eines Stereofarbfernsehsystems mit vollständiger vertikaler und horizontaler Auflösung des "rechten" und "linken" Bildes (das die Bildauflösungsnormen von 625 Zeilen und 50 Halbbildern erfüllt) über vorhandene Übertragungskanäle zu ermöglichen (die Kanalcharakteristiken müssen die zusätzlichen Anforderungen nur in bezug auf die Linearität der Amplitudencharakteristik erfüllen, wie bei der Übertragung von zwei Programmen);- to enable the creation of a stereo colour television system with full vertical and horizontal resolution of the "right" and "left" pictures (satisfying the picture resolution standards of 625 lines and 50 fields) over existing transmission channels (the channel characteristics need only satisfy the additional requirements relating to the linearity of the amplitude characteristics, as in the case of the transmission of two programmes);
- um die Schaffung von HDTV-Signalübertragung über vorhandene Übertragungskanäle und auch über vorhandene Fernsehsender und Funkumsetzsysteme zu ermöglichen, wobei höhere Anforderungen nur an die Linearität ihrer Amplitudencharakteristik gestellt werden;- to enable the creation of HDTV signal transmission over existing transmission channels and also over existing television transmitters and radio conversion systems, with higher requirements only being placed on the linearity of their amplitude characteristics;
- um die Schaffung von in Massenproduktion hergestellten Fernsehempfängern zum Empfang von HDTV zu ermöglichen, mit Anforderungen an die Funkkanalcharakteristiken, die praktisch die gleichen sind (Selektor, Zwischenfrequenzverstärkung) wie in modernen Fernsehapparaten.- to enable the creation of mass-produced television receivers for receiving HDTV, with requirements for radio channel characteristics that are practically the same (selector, intermediate frequency gain) as in modern television sets.
3. Bei halbprofessionellen und häuslichen Videoaufzeichnungen:3. For semi-professional and home video recordings:
- um eine vollständige Leuchtdichteauflösung, die z.B. die vorhandene Auflösungsnorm von 625 Zeilen erfüllt, während des Aufzeichnens von Signalen mit einer Bandbreite von 2,6 MHz bis 3 MHz zu ermöglichen;- to enable full luminance resolution, e.g. meeting the existing resolution standard of 625 lines, while recording signals with a bandwidth of 2.6 MHz to 3 MHz;
- um HDTV-Signalaufzeichnung in einer Bandbreite von 6 MHz bis 8 MHz auf Videorecordern mit zwei Köpfen zu ermöglichen.- to enable HDTV signal recording in a bandwidth of 6 MHz to 8 MHz on dual-head video recorders.
Claims (21)
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| PCT/SU1989/000015 WO1990008445A1 (en) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | Television system |
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| DE68911911D1 DE68911911D1 (en) | 1994-02-10 |
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Family Applications (1)
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1989
- 1989-01-19 DE DE68911911T patent/DE68911911T2/en not_active Expired - Fee Related
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| DE68911911D1 (en) | 1994-02-10 |
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