WO1991007049A1 - Process for progressive reproduction of pictures with increased picture frequency - Google Patents

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WO1991007049A1
WO1991007049A1 PCT/EP1990/001777 EP9001777W WO9107049A1 WO 1991007049 A1 WO1991007049 A1 WO 1991007049A1 EP 9001777 W EP9001777 W EP 9001777W WO 9107049 A1 WO9107049 A1 WO 9107049A1
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PCT/EP1990/001777
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Inventor
Erich Geiger
Dietrich Westerkamp
Original Assignee
Deutsche Thomson-Brandt Gmbh
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N11/00—Colour television systems
    • H04N11/06—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined
    • H04N11/12—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only
    • H04N11/14—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system
    • H04N11/16—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system the chrominance signal alternating in phase, e.g. PAL-system
    • H04N11/167—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system the chrominance signal alternating in phase, e.g. PAL-system a resolution-increasing signal being multiplexed to the PAL-system signal, e.g. PAL-PLUS-system
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/007—Systems with supplementary picture signal insertion during a portion of the active part of a television signal, e.g. during top and bottom lines in a HDTV letter-box system
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/01—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level
    • H04N7/0117—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level involving conversion of the spatial resolution of the incoming video signal
    • H04N7/012—Conversion between an interlaced and a progressive signal

Definitions

  • the invention relates to a method for the progressive reproduction of images with an increased frame rate.
  • the active picture in the 4: 3 receiver then comprises 432 lines len and the margins 72 lines each.
  • This type of presentation of, for example, feature films with a 16: 9 format in a 4: 3 receiver has also been common up to now and does not require the viewer to get used to it.
  • the geometry distortion is compensated for by removing the lines.
  • the 16: 9 receiver now evaluates the information from the two marginal strips and increases the number of active lines reduced to 432 to 576 again, thus generating a 16: 9 picture that fills the format.
  • DE 3930964 describes a television transmission system in which additional information is also transmitted, with the aid of which the 15: 9 receiver can display the 432 active lines in progressive form to fill the format. But due to the relatively low image change frequency of 50 Hz, large area flickering can occur, especially with higher image brightness.
  • the invention has for its object to improve a 16: 9 receiver for images transmitted in the 'letter box' method with 16: 9 format and 432 active lines so that the 50 Hz large-area flicker is eliminated.
  • a progressive television signal in 16: 9 format with, for example, 576 active lines is digitized on the transmitter side, then in the vertical direction to 432 lines transcoded, converted into an interlaced signal, provided with additional information and transmitted as a compatible television signal in the well-known 4: 3 format.
  • the additional information i can e.g. consist of signal components that make it possible to generate a progressive signal with 432 active lines from the interlace signal with 432 active lines.
  • a corresponding receiver then delivers a progressive, format-filling 16: 9 picture with 432 active lines and 50 Hz frame rate.
  • the progressive 16: 9 receiver with 468.75 lines also has a line frequency of 31.25 KHz. If the frame rate of 50 Hz were maintained, the vertical blanking interval would be significantly increased.
  • an image has a duration of 20 ms, i.e. three images are displayed in 60 ms.
  • a fourth no 4 must be generated after every three reproduced pictures no 1 , no 2 , no 3 . This is preferably done in a motion-adaptive manner.
  • the third received image ni 3 is simply reproduced as the fourth playback image no 4 .
  • pictures no 1 , no 2 , no 3 for example, the pictures ni 1 , ni 2 , ni 3 are reproduced.
  • image points for image no 4 result from the arithmetic mean of corresponding temporally different but spatially identical image incunts from image ni 3 and image ni 4
  • Picture no 5 results from picture ni 4 etc. Picture no 1 results from picture ni 1
  • Image no 2 results from a motion compensated
  • Picture no 5 results from picture ni 4 etc. all playback pictures no 1 , no 2 , ... each result from a motion-compensated interpolation from two or more corresponding sent pictures ni 1 , ni 2 , ....
  • the information as to whether the image content is static or dynamic can e.g. be contained in the transmitted additional information.
  • FIG. 1 A progressive source signal in the format 16: 9 2 the image from FIG. 1 with the vertically compressed active part and additional information in the two edge parts (known)
  • FIG. 5 block diagram of a receiver according to the invention
  • Fig. 1 shows a progressively scanned television picture in 16: 9 picture format, as it is generated in a 16: 9 studio, with a circle.
  • FIG. 2 shows how the television picture from FIG. 1 is compressed vertically in a known 16: 9 coder in the active area 20. From the 576 active lines in FIG. 1, 432 lines are generated by vertical compression by a factor of 4/3 as an active image part 20 for a 4: 3 receiver. This compression takes place by removing every fourth line from the image from FIG. 1 or by vertical interpolation.
  • the geometry of the circle has changed due to the compression.
  • the lines removed from the active image part 20 or for the decoding in the 16: 9 receiver are transmitted in the two edge strips 21, 22 as an additional signal.
  • FIG. 3 shows that a 4: 3 receiver reproduces the active part 20 of the image from FIG. 2 in the active region 30. Due to the horizontal compression of the 16: 9 format in the 4: 3 format by a factor of 4/3 has restored the original geometry of the circle from FIG. 1. An observer has the full image content from FIG. 1 available, but with reduced vertical resolution and with black stripes 31, 32 at the top and bottom of the image. For television systems with other line numbers, the numbers change accordingly. For a television system with 525 lines or 481 active lines, for example, the border strips 21 and 22 can each contain sixty lines and the active area 20 361 lines filled with picture content.
  • the frames 411 to 416 in FIG. 4a each take a period of 20 ms and correspond to frames such as those provided by a receiver according to DE 3930964 (432 active lines, 50 Hz alternating frequency, progressive).
  • the pictures 411 to 414 correspond to the sent pictures ni 1 to ni 4
  • the pictures 415 and 416 correspond to the sent
  • frames 421 to 428 which, for example, are generated from one or more of the frames 411 to 416 and each take 15 ms. These pictures are also progressive and have 432 active lines, but the frame rate is 66 2/3 Hz. Pictures 421 to 425 correspond to the playback pictures no to no 5 , pictures 426 to 428 correspond to playback pictures no 6 to no 8 . Due to the increased frame rate to 66 2/3 Hz, there is practically no longer any flickering.
  • Images 421 to 428 are generated in a motion-adaptive manner, as described above.
  • image 411 is reproduced as image 421, image 412 as image 422, image 413 as image 423 and image 424, Picture 414 as picture 425, picture 415 as picture 426, picture 416 as picture 427 and picture 428.
  • Fig. 411 is reproduced as Fig. 421, Fig. 412 as Fig. 422, Fig. 413 as Fig. 423, Fig. 424 is reproduced pixel by pixel as an arithmetic mean from corresponding pixels from Fig. 413 and Fig. 414, Fig. 414 is reproduced as Fig. 425, Fig. 415 as Fig. 426 , Image 416 as image 427 and image 428 pixel by pixel as the arithmetic mean of the corresponding pixels from image 416 and the image received after image 416.
  • FIG. 5 shows a block diagram of a receiver which, on its display 57 according to FIG. 4a, displays images received with the antenna 51 as images of increased image change frequency according to FIG. 4b.
  • the antenna signals can also e.g. signals fed via cable. These signals are fed to an input circuit 52 which e.g. contains a tuner, an IF demodulator and an A / D converter and is connected to a downstream letter box decoder 53 which also contains an additional information separator.
  • the additional information separated in the 'letter box' decoder 53 is fed to an additional information decoder 58, in which e.g. an additional signal is obtained with which an image signal with 432 lines and a progressive representation is recovered from the 432 active lines in interlace format received in a compatible manner from the 'letter box' decoder 53 in the interlace progressive converter 54.
  • Its output signal with a frame rate of 50 Hz is forwarded to a memory circuit 55, from which it is read out after a corresponding processing with an increased frame rate of 66 2/3 Hz and fed to an output circuit 56.
  • the output circuit 56 contains, for example, a D / A converter and the control for the display 57.
  • the image signal is fed from the memory circuit 55 to an interpolator 59 which, according to the description for FIG. 4, generates intermediate images in a motion-adaptive manner and returns them to the memory circuit 55.
  • the interpolator receives the static / moving information, for example from the additional information decoder 58.
  • the receiver can, as described analogously for FIG. 4, reproduce correspondingly motion-adaptively interpolated pictures with 394 lines or 361 active lines and 80 Hz frame rate and 31.5 kHz line frequency .

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Signal Processing (AREA)
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  • Television Systems (AREA)

Abstract

In a TV transmission system which operates on the ''letter box'' principle for the 16:9 image format, every fourth line is removed and transferred as additional information to the upper and lower edges of the image, in a form compatible with the 4:3 format. Progressive pictures with 432 active lines and a picture frequency of 50 Hz are obtained by an additional signal processing in the emitter and 16:9 receiver. However, this relatively low picture frequency may give rise to large area flicker. The picture frequency is increased to 66 2/3 Hz and the large area flicker eliminated, at a constant line frequency of 31.25 kHz, by motion-matched interpolation of a fourth picture obtained from every three pictures received in the 16:9 receiver.

Description

Verfahren zur progressiven Wiedergabe von Bildern  Process for the progressive reproduction of images
mit erhöhter Bildwechselfrequenz  with increased frame rate
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur progressiven Wiedergabe von Bildern mit erhöhter Bildwechselfrequenz. The invention relates to a method for the progressive reproduction of images with an increased frame rate.
Für die Einführung eines 16:9-Breitbildformates in bestehende Fernsehstandards (z.B. PAL, SECAM, NTSC) mit dem Format 4:3 wird das sogenannte 'letter box' -Verfahren diskutiert ( "Verbesserungsmöglichkeiten und Entwicklungstendenzen bei PAL", G. Holoch, Vortrag FKTG 17.01.89 in Berlin und "Künftige Fernsehsysteme", F. Müller-Römer, Fernseh- und Kinotechnik, 43. Jahrgang, Mr. 6/1989 und "Die neuen Wege des alten PAL", Dr. A. Ziemer, E. Matzel, Funkschau Nr.18/1989). Bei diesem Verfahren wird in kompatibler Weise auf dem 4:3-Empfänger die gesamte Bildinformation der 16 : 9-Aufnahme dargestellt mit nicht durch sichtbaren Bildinhalt gefüllten Streifen am oberen und unteren Bildrand. For the introduction of a 16: 9 widescreen format in existing television standards (e.g. PAL, SECAM, NTSC) with the format 4: 3, the so-called 'letter box' procedure is discussed ("Improvement opportunities and development trends at PAL", G. Holoch, lecture FKTG January 17, 1989 in Berlin and "Future television systems", F. Müller-Römer, television and cinema technology, 43rd year, Mr. 6/1989 and "The new ways of the old PAL", Dr. A. Ziemer, E. Matzel, Funkschau No. 18/1989). In this method, the entire image information of the 16: 9 image is displayed in a compatible manner on the 4: 3 receiver with stripes on the top and bottom edges of the image that are not filled with visible image content.
Dies geschieht dadurch, daß im Studio aus einem 15:9-Interiace-Bild mit z.B. 625 Zeilen von den 576 aktiven Zeilen vollbildweise jede vierte Zeile herausgenommen wird und bestimmte Zeilen als Zusatzinformation in den dadurch über und unter dem aktiven Bild verbleibenden Streifen übertragen This happens because in the studio from a 15: 9 interiace picture with e.g. 625 lines are taken out of the 576 active lines frame by frame every fourth line and certain lines are transmitted as additional information in the stripes thus remaining above and below the active image
werden. Das aktive Bild im 4:3-Empfänger umfaßt dann 432 Zei len und die Randstreifen jeweils 72 Zeilen. Diese Art der Darstellung von z.B. Spielfilmen mit 16:9-Format im 4:3-Empfänger ist auch bisher üblich gewesen und erfordert vom Betrachter keine Umgewöhnung. become. The active picture in the 4: 3 receiver then comprises 432 lines len and the margins 72 lines each. This type of presentation of, for example, feature films with a 16: 9 format in a 4: 3 receiver has also been common up to now and does not require the viewer to get used to it.
Weil das Verhältnis der beiden Bildformate dem Verhältnis von der ursprünglichen zur verringerten Zeilenzahl entspricht, wird die Geometrieverzerrung durch die Herausnahme der Zeilen wieder ausgeglichen. Because the ratio of the two image formats corresponds to the ratio of the original to the reduced number of lines, the geometry distortion is compensated for by removing the lines.
Der 16:9-Empfänger wertet nun die Information aus den beiden Randstreifen aus und erhöht die auf 432 reduzierte Zahl der aktiven Zeilen wieder auf 576 und erzeugt damit ein formatfüllendes 16:9-Bild. The 16: 9 receiver now evaluates the information from the two marginal strips and increases the number of active lines reduced to 432 to 576 again, thus generating a 16: 9 picture that fills the format.
In der DE 3930964 ist ein Fernsehübertragungssystem beschrieben, bei dem Zusatzinformationen mit übertragen werden, mit deren Hilfe der 15:9-Empfänger die 432 aktiven Zeilen in progressiver Form formatfüllend darstellen kann. Aber durch die relativ niedrige Bildwechselfreσuenz von 50 Hz kann insbesondere bei höherer Bildhelligkeit Großflächenflimmern auftreten. DE 3930964 describes a television transmission system in which additional information is also transmitted, with the aid of which the 15: 9 receiver can display the 432 active lines in progressive form to fill the format. But due to the relatively low image change frequency of 50 Hz, large area flickering can occur, especially with higher image brightness.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen 16 :9-Empfänger für im 'letter box'-Verfahren übertragene Bilder mit 16:9-Format und 432 aktiven Zeilen so zu verbessern, daß das 50 Hz-Großflächenflimmern beseitigt wird. The invention has for its object to improve a 16: 9 receiver for images transmitted in the 'letter box' method with 16: 9 format and 432 active lines so that the 50 Hz large-area flicker is eliminated.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by the features specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Gemäß DE 3930964 wird auf der Senderseite ein progressives Fernsehsignal im 16:9-Format mit z.B. 576 aktiven Zeilen digitalisiert, dann in vertikaler Richtung auf 432 Zeilen transcodiert, in ein Zeilensprungsignal umgewandelt, mit Zusatzinformationen versehen und als kompatibles Fernsehsignal im bekannten 4:3-Format übertragen. According to DE 3930964, a progressive television signal in 16: 9 format with, for example, 576 active lines is digitized on the transmitter side, then in the vertical direction to 432 lines transcoded, converted into an interlaced signal, provided with additional information and transmitted as a compatible television signal in the well-known 4: 3 format.
Die Zusatzinformationeni können z.B. aus Signalanteilen bestehen, die es ermöglichen, aus dem Interlace-Signal mit 432 aktiven Zeilen ein progressives Signal mit 432 aktiven Zeilen zu erzeugen. The additional information i can e.g. consist of signal components that make it possible to generate a progressive signal with 432 active lines from the interlace signal with 432 active lines.
Ein entsprechender Empfänger liefert dann ein progressives, formatfüllendes 16:9-Bild mit 432 aktiven Zeilen und 50 Hz Bildwechselfrequenz. Die Zeilenzahl ist dann vorzugsweise 432 * 625 / 576 = 468,75 . Aus diesen Daten ergibt sich eine Zeilenfrequenz von 468,75 * 50 Hz = 23437,5 Hz. A corresponding receiver then delivers a progressive, format-filling 16: 9 picture with 432 active lines and 50 Hz frame rate. The number of lines is then preferably 432 * 625/576 = 468.75. This data results in a line frequency of 468.75 * 50 Hz = 23437.5 Hz.
Weil für die geplante Einführung von HDMAC-Empfängern mit einer Zeilenfreσuenz von 1250 * 50 Hz / 2 = 31,25 KHz und für verbesserte Standardempfänger mit 100 Hz Bildwiedergabefrequenz ebenfalls Empfänger mit einer Zeilenfrequenz von  Because for the planned introduction of HDMAC receivers with a line frequency of 1250 * 50 Hz / 2 = 31.25 KHz and for improved standard receivers with 100 Hz image reproduction frequency also receivers with a line frequency of
625 * 100 Hz / 2 = 31,25 KHz erforderlich werden, bietet es sich an, daß auch der progressive 16:9-Empfänger mit 468,75 Zeilen eine Zeilenfrequenz von 31,25 KHz erhält. Wenn die Bildwechselfrequenz von 50 Hz beibehalten würde, ergäbe sich aber eine deutlich vergrößerte vertikale Austastlücke.  625 * 100 Hz / 2 = 31.25 KHz, it is advisable that the progressive 16: 9 receiver with 468.75 lines also has a line frequency of 31.25 KHz. If the frame rate of 50 Hz were maintained, the vertical blanking interval would be significantly increased.
Bei einer Bildwechselfrequenz von 50 Hz umfaßt ein Bild eine Zeitdauer von 20 ms, d.h. in 60 ms werden drei Bilder wiedergegeben. At a frame rate of 50 Hz, an image has a duration of 20 ms, i.e. three images are displayed in 60 ms.
Wenn nur 468,75 Zeilen bzw. 432 aktive Zeilen wiedergegeben werden, ist es nun möglich, die vertikale Ablenkfreσuenz zu erhöhen und zwar so, daß ein 3ild eine Zeitdauer von 15 ms umfaßt und in 60 ms vier Bilder wiedergeben werden. Die Zeilenfrequenz ist dann 468,75 * (1 / 15 ms) = 31,25 KHz und die Bildwechselfrequenz ist dann 1 / 15 ms = 66,67 Hz.  If only 468.75 lines or 432 active lines are displayed, it is now possible to increase the vertical deflection frequency in such a way that a picture has a duration of 15 ms and four pictures are displayed in 60 ms. The line frequency is then 468.75 * (1/15 ms) = 31.25 KHz and the frame rate is then 1/15 ms = 66.67 Hz.
Durch die von 50 Hz auf 66,57 Hz erhöhte Bildfrequenz wird das Großflächenflimmern nicht mehr wahrgenommen und der Be¬ trachter erhält, unterstützt durch die progressive Wiedergabe, ein von praktisch allen Flimmereffekten befreites Bild. Due to the increased frame rate from 50 Hz to 66.57 Hz, the large-area flicker is no longer perceived and the loading With the help of the progressive reproduction, trachter receives an image freed from practically all flicker effects.
Weil für je drei gesendete Bilder ni1, ni2, ni3 vier Bilder no1, no2, no3, no4 wiedergegeben werden, muß nach jeweils drei wiedergegebenen Bildern no1, no2, no3 ein viertes no4 erzeugt werden. Dies geschieht vorzugsweise bewegungsadaptiv. Because four pictures no 1 , no 2 , no 3 , no 4 are reproduced for every three sent pictures ni 1 , ni 2 , ni 3 , a fourth no 4 must be generated after every three reproduced pictures no 1 , no 2 , no 3 . This is preferably done in a motion-adaptive manner.
Wenn z.B. in den jeweils drei gesendeten Bildern ni1, ni2, ni3 keine Bewegung vorhanden ist, wird als viertes Wiedergabe-Bild no4 einfach das dritte empfangene Bild ni3 wiedergegeben. Als Bilder no1, no2, no3 werden z.B. jeweils die Bilder ni1, ni2, ni3 wiedergegeben. If, for example, there is no movement in the three transmitted images ni 1 , ni 2 , ni 3 , the third received image ni 3 is simply reproduced as the fourth playback image no 4 . As pictures no 1 , no 2 , no 3 , for example, the pictures ni 1 , ni 2 , ni 3 are reproduced.
Im Fall von Bewegung in den Bildern sind verschiedene Möglichkeiten realisierbar, um die Wiedergabebilder zu erzeugen. Einige davon werden im folgenden aufgeführt: In the case of movement in the images, various options can be implemented to generate the reproduced images. Some of them are listed below:
Bild no1 ergibt sich aus Bild ni1 Picture no 1 results from picture ni 1
Bild no2 ergibt sich aus Bild ni2 Picture no 2 results from picture ni 2
Bild no3 ergibt sich aus Bild ni3 Picture no 3 results from picture ni 3
Bild no4 ergibt sich aus Bild ni3 Picture no 4 results from picture ni 3
Bild no5 ergibt sich aus Bild ni4 usw. Picture no 5 results from picture ni 4 etc.
Bild no1 ergibt sich aus Bild ni1 Picture no 1 results from picture ni 1
Bild no2 ergibt sich aus Bild ni2 Picture no 2 results from picture ni 2
Bild no3 ergibt sich aus Bild ni3 Picture no 3 results from picture ni 3
die Bildpunkte für Bild no4 ergeben sich aus dem arithmetischen Mittelwert entsprechender zeitlich verschiedener aber räumlich identischer Bildounkte aus Bild ni3 und Bild ni4 The image points for image no 4 result from the arithmetic mean of corresponding temporally different but spatially identical image incunts from image ni 3 and image ni 4
Bild no5 ergibt sich aus Bild ni4 usw. Bild no1 ergibt sich aus Bild ni1 Picture no 5 results from picture ni 4 etc. Picture no 1 results from picture ni 1
Bild no2 ergibt sich aus Bild ni2 Picture no 2 results from picture ni 2
Bild no3 ergibt sich aus Bild ni3 Picture no 3 results from picture ni 3
Bild no4 ergibt sich durch eine bewegungskompensiertePicture no 4 results from a motion compensated
Interpolation aus Bild ni3 und ni4 oder auch zusätzlich aus den Bildern ni2 und ni5 Interpolation from images ni 3 and ni 4 or additionally from images ni 2 and ni 5
Bild no5 ergibt sich aus Bild ni4 usw. Picture no 5 results from picture ni 4 etc.
Bild no1 ergibt sich aus Bild ni1 Picture no 1 results from picture ni 1
Bild no2 ergibt sich durch eine bewegungskompensierteImage no 2 results from a motion compensated
Interpolation aus den Bildern ni1 und ni2 Interpolation from images ni 1 and ni 2
Bild no3 ergibt sich durch eine bewegungskompensiertePicture no 3 results from a motion compensated
Interpolation aus den Bildern ni2 und ni3 Interpolation from images ni 2 and ni 3
Bild no4 ergibt sich durch eine bewegungskompensiertePicture no 4 results from a motion compensated
Interpolation aus den Bildern ni3 und ni4 Interpolation from images ni 3 and ni 4
Bild no5 ergibt sich aus Bild ni4 usw. alle Wiedergabe-Bilder no1, no2, ... ergeben sich jeweils durch eine bewegungskompensierte Interpolation aus zwei oder mehr entsprechenden gesendeten Bildern ni1, ni2, ... . Picture no 5 results from picture ni 4 etc. all playback pictures no 1 , no 2 , ... each result from a motion-compensated interpolation from two or more corresponding sent pictures ni 1 , ni 2 , ....
Die Information, ob der Bildinhalt statisch oder dynamisch ist, kann z.B. in den übertragenen Zusatzinformationen enthalten sein. The information as to whether the image content is static or dynamic can e.g. be contained in the transmitted additional information.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the drawings.
Diese zeigen in : These show in:
Fig. 1 Ein progressives Quellsignal im Format 16:9 Fig. 2 Das Bild aus Fig. 1 mit vertikal komprimiertem aktiven Teil und Zusatzinformation in den beiden Randteilen (bekannt) Fig. 1 A progressive source signal in the format 16: 9 2 the image from FIG. 1 with the vertically compressed active part and additional information in the two edge parts (known)
Fig. 3 Darstellung des aktiven Teils des Bildes aus Fig. 3 representation of the active part of the image
Fig. 2 im 4:3-Empfänger (bekannt)  Fig. 2 in the 4: 3 receiver (known)
Fig. 4 Gegenüberstellung zweier Zeitdiagramme für empfangene und vom erfindungsgemäßen Empfänger wiedergegebene Bilder Fig. 4 comparison of two time diagrams for received images and reproduced by the receiver according to the invention
Fig. 5 Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Empfängers Fig. 5 block diagram of a receiver according to the invention
Fig. 1 zeigt ein progressiv abgetastetes Fernsehbild im Bildformat 16:9, wie es in einem 16:9-Studio erzeugt wird, mit einem Kreis. Fig. 1 shows a progressively scanned television picture in 16: 9 picture format, as it is generated in a 16: 9 studio, with a circle.
Fig. 2 zeigt, wie das Fernsehbild aus Fig. 1 in einem bekannten 16:9-Coder im aktiven Bereich 20 vertikal komprimiert wird. Aus den 576 aktiven Zeilen in Fig. 1 werden durch vertikale Kompression um den Faktor 4/3 432 Zeilen als aktiver Bi ldtei l 20 für einen 4 : 3 -Empf änger erzeugt . Diese Kompression geschieht durch Entfernen jeder vierten Zeile aus dem Bild aus Fig. 1 oder durch eine vertikale Interpolation. FIG. 2 shows how the television picture from FIG. 1 is compressed vertically in a known 16: 9 coder in the active area 20. From the 576 active lines in FIG. 1, 432 lines are generated by vertical compression by a factor of 4/3 as an active image part 20 for a 4: 3 receiver. This compression takes place by removing every fourth line from the image from FIG. 1 or by vertical interpolation.
Durch die Kompression hat sich die Geometrie des Kreises geändert. Die aus dem aktiven Bildteil 20 entfernten Zeilen bzw. zur Decodierung im 16:9-Empfänger benötigten Zeilen werden in den beiden Randstreifen 21, 22 als Zusatzsignal übertragen. The geometry of the circle has changed due to the compression. The lines removed from the active image part 20 or for the decoding in the 16: 9 receiver are transmitted in the two edge strips 21, 22 as an additional signal.
In Fig. 3 ist dargestellt, daß ein 4:3-Empfänger den aktiven Teil 20 des Bildes aus Fig. 2 im aktiven 3ereich 30 wiedergibt. Durch die horizontale Kompression des 16:9-Formats in das 4:3-Format um den Faktor 4/3 ist die ursprüngliche Geometrie des Kreises aus Fig. 1 wiederhergestellt. Ein Betrachter hat den vollen Bildinhalt aus Fig. 1 zur Verfügung, allerdings mit reduzierter vertikaler Auflösung und mit schwarzen Streifen 31, 32 am oberen und unteren Bildrand. Für Fernsehsysteme mit anderen Zeilenzahlen ändern sich die Zahlen entsprechend. Für ein Fernsehsystem mit 525 Zeilen bzw. 481 aktiven Zeilen können z.B. die Randstreifen 21 und 22 jeweils sechzig Zeilen enthalten und der aktive Bereich 20 361 mit Bildinhalt gefüllte Zeilen. FIG. 3 shows that a 4: 3 receiver reproduces the active part 20 of the image from FIG. 2 in the active region 30. Due to the horizontal compression of the 16: 9 format in the 4: 3 format by a factor of 4/3 has restored the original geometry of the circle from FIG. 1. An observer has the full image content from FIG. 1 available, but with reduced vertical resolution and with black stripes 31, 32 at the top and bottom of the image. For television systems with other line numbers, the numbers change accordingly. For a television system with 525 lines or 481 active lines, for example, the border strips 21 and 22 can each contain sixty lines and the active area 20 361 lines filled with picture content.
In Fig. 4 sind progressive Vollbilder in Zeitdiagrammen dargestellt. Die Vollbilder 411 bis 416 in Fig. 4a beanspruchen jeweils eine Zeitdauer von 20 ms und entsprechen solchen Vollbildern, wie sie beispielsweise ein Empfänger gemäß DE 3930964 liefert (432 aktive Zeilen, 50 Hz Biidwechseifrequenz, progressiv). 4 shows progressive frames in time diagrams. The frames 411 to 416 in FIG. 4a each take a period of 20 ms and correspond to frames such as those provided by a receiver according to DE 3930964 (432 active lines, 50 Hz alternating frequency, progressive).
Die Bilder 411 bis 414 entsprechen den gesendeten Bildern ni1 bis ni4, die Bilder 415 und 416 entsprechen gesendetenThe pictures 411 to 414 correspond to the sent pictures ni 1 to ni 4 , the pictures 415 and 416 correspond to the sent
Bildern ni5 und ni6. Pictures ni 5 and ni 6 .
In Fig. 4b sind nun Vollbilder 421 bis 428 dargestellt, die z.B. jeweils aus einem oder mehreren der Vollbilder 411 bis 416 erzeugt v/erden und jeweils eine Zeitdauer von 15 ms beanspruchen. Diese Bilder sind ebenfalls progressiv und haben 432 aktive Zeilen, aber die Bildwechselfrequenz ist 66 2/3 Hz. Die Bilder 421 bis 425 entsprechen den Wiedergabebildern no, bis no5, die Bilder 426 bis 428 entsprechen Wiedergabebildern no6 bis no8. Durch die auf 66 2/3 Hz erhöhte Bildwechselfrequenz wird praktisch kein Großflächenflimmern mehr wahrgenommen. 4b now shows frames 421 to 428 which, for example, are generated from one or more of the frames 411 to 416 and each take 15 ms. These pictures are also progressive and have 432 active lines, but the frame rate is 66 2/3 Hz. Pictures 421 to 425 correspond to the playback pictures no to no 5 , pictures 426 to 428 correspond to playback pictures no 6 to no 8 . Due to the increased frame rate to 66 2/3 Hz, there is practically no longer any flickering.
Die Erzeugung der Bilder 421 bis 428 geschieht bewegungsadaptiv, wie oben beschrieben. Im Fall von im wesentlichen statischem Bildinhalt wird Bild 411 als Bild 421 wiedergegeben, Bild 412 als Bild 422, Bild 413 als Bild 423 und Bild 424, Bild 414 als Bild 425, Bild 415 als Bild 426, Bild 416 als Bild 427 und Bild 428. Images 421 to 428 are generated in a motion-adaptive manner, as described above. In the case of essentially static image content, image 411 is reproduced as image 421, image 412 as image 422, image 413 as image 423 and image 424, Picture 414 as picture 425, picture 415 as picture 426, picture 416 as picture 427 and picture 428.
Im Fall von dynamischem Bildinhalt wird, wie oben beschrieben, z.B. Bild 411 als Bild 421 wiedergegeben, Bild 412 als Bild 422, Bild 413 als Bild 423, Bild 424 wird bildpunktweise als arithmetisches Mittel aus entsprechenden Bildpunkten von Bild 413 und Bild 414 wiedergegeben, Bild 414 wird als Bild 425 wiedergegeben, Bild 415 als Bild 426, Bild 416 als Bild 427 und Bild 428 bildpunktweise als arithmetisches Mittel aus entsprechenden Bildpunkten von Bild 416 und dem auf Bild 416 folgenden empfangenen Bild wiedergegeben.  In the case of dynamic image content, as described above, e.g. Fig. 411 is reproduced as Fig. 421, Fig. 412 as Fig. 422, Fig. 413 as Fig. 423, Fig. 424 is reproduced pixel by pixel as an arithmetic mean from corresponding pixels from Fig. 413 and Fig. 414, Fig. 414 is reproduced as Fig. 425, Fig. 415 as Fig. 426 , Image 416 as image 427 and image 428 pixel by pixel as the arithmetic mean of the corresponding pixels from image 416 and the image received after image 416.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Empfängers, der auf seinem Display 57 gemäß Fig. 4a mit der Antenne 51 empfangene Bilder als Bilder erhöhter Bildwechselfreσuenz gemäß Fig. 4b wiedergibt. Die Antennensignale können auch z.B. über Kabel eingespeiste Signale sein. Diese Signale werden einer Eingangs-Schaitung 52 zugeführt, die z.B. einen Tuner, einen ZF-Demodulator und einen A/D-Wandler enthält und an einen nachgeschalteten 'letter box'-Decoder 53 angeschlossen ist, der auch einen Zusatzinformations-Separator enthält. Die im 'letter box'-Decoder 53 abgetrennte Zusatzinformation wird einem Zusatzinformations-Decoder 58 zugeführt, in dem z.B. ein Zusatzsignal gewonnen wird, mit dem aus den kompatibel empfangenen 432 aktiven Zeilen im Interlace-Format aus dem 'letter box'-Decoder 53 in dem Interlace-Progressiv-Konver- ter 54 ein Bildsignal mit 432 Zeilen und progressiver Darstellung wiedergewonnen wird. FIG. 5 shows a block diagram of a receiver which, on its display 57 according to FIG. 4a, displays images received with the antenna 51 as images of increased image change frequency according to FIG. 4b. The antenna signals can also e.g. signals fed via cable. These signals are fed to an input circuit 52 which e.g. contains a tuner, an IF demodulator and an A / D converter and is connected to a downstream letter box decoder 53 which also contains an additional information separator. The additional information separated in the 'letter box' decoder 53 is fed to an additional information decoder 58, in which e.g. an additional signal is obtained with which an image signal with 432 lines and a progressive representation is recovered from the 432 active lines in interlace format received in a compatible manner from the 'letter box' decoder 53 in the interlace progressive converter 54.
Dessen Ausgangssignal mit einer Bildwechselfrequenz von 50 Hz wird an eine Speicherschaltung 55 weitergeleitet, aus der es nach einer entsprechenden Bearbeitung mit einer erhöhten Bildwechselfrequenz von 66 2/3 Hz ausgelesen und einer Ausgangsschaltung 56 zugeführt wird. Die Ausgangsschaltung 56 enthält z.B. einen D/A-Wandler und die Ansteuerung für das Display 57. Aus der Speicherschaltung 55 wird das Bildsignal einem Interpolator 59 zugeleitet, der gemäß der Beschreibung für Fig. 4 bewegungsadaptiv Zwischenbilder generiert und diese in die Speicherschaltung 55 zurückgibt. Der Interpolator erhält die statisch/bewegt- Information beispielsweise aus dem Zusatzinformations-Decoder 58. Its output signal with a frame rate of 50 Hz is forwarded to a memory circuit 55, from which it is read out after a corresponding processing with an increased frame rate of 66 2/3 Hz and fed to an output circuit 56. The output circuit 56 contains, for example, a D / A converter and the control for the display 57. The image signal is fed from the memory circuit 55 to an interpolator 59 which, according to the description for FIG. 4, generates intermediate images in a motion-adaptive manner and returns them to the memory circuit 55. The interpolator receives the static / moving information, for example from the additional information decoder 58.
Für das Fernsehsystem mit 525 Zeilen bzw. 461 mit Bildinhalt gefüllten Zeilen und 60 Hz Bildwechselfrequenz kann der Empfänger wie sinngemäß für Fig. 4 beschrieben entsprechend bewegungsadaptiv interpolierte Bilder mit 394 Zeilen bzw. 361 aktiven Zeilen und 80 Hz Bildwechselfrequenz und 31,5 kHz Zeilenfrequenz wiedergeben. For the television system with 525 lines or 461 lines filled with picture content and 60 Hz frame rate, the receiver can, as described analogously for FIG. 4, reproduce correspondingly motion-adaptively interpolated pictures with 394 lines or 361 active lines and 80 Hz frame rate and 31.5 kHz line frequency .

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur progressiven Wiedergabe von Bildern mit erhöhter Bildwechselfrequenz mit einem Quellsignal in einem ersten Bildformat ( Fig . 1 ) , insbesondere von P a t e n t a n s r u c h e 1. Method for the progressive reproduction of images with an increased frame rate with a source signal in a first image format (FIG. 1), in particular of
16 : 9 , bei dem bei der im Halbbildverfahren erfolgenden Übertragung der wesentliche Bildinhalt (30) mit dem ersten Bildformat innerhalb eines zweiten Bildformats, insbesondere von 4:3, angeordnet ist (Fig. 3), dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzinformationen (31,32) mitübertragen werden, die von einem Empfänger für das erste Bildformat decodierbar sind, um aus dem wesentlichen Bildinhalt (30) zusammen mit diesen Zusatzinformationen ein progressives und formatfüllendes Bild (Fig. 1) mit gegenüber der Zeilenzahl bei der Übertragung verringerter Zeilenzahl auf diesem Empfänger darzustellen, wobei das übertragene Signal von einem bekannten Empfänger für das zweite Bildformat ohne Auswertung der Zusatzinformationen decodierbar ist und wobei der Empfänger für das erste Bildformat eine Zeilenfrequenz hat, die ungefähr den zweifachen Wert der Zeilenfrequenz des Empfängers für das zweite Bildformat hat und wobei die Bi ldwechse lfrequenz des Empfängers für das erste Bildformat um einen Faktor gegenüber der Bildwechselfrequenz des Empfängers für das zweite Bildformat erhöht ist, der ungefähr dem Verhältnis des ersten Bildformats zum zweiten Bildformat entspricht. 16: 9, in which the essential image content (30) with the first image format is arranged within a second image format, in particular of 4: 3, during the transmission taking place in the field method (FIG. 3), characterized in that additional information (31, 32 ) are also transmitted, which can be decoded by a receiver for the first image format, in order to present a progressive and format-filling image (FIG. 1) from the essential image content (30) together with this additional information, with the number of lines reduced during transmission on this receiver , wherein the transmitted signal from a known receiver for the second image format can be decoded without evaluating the additional information, and wherein the receiver for the first image format has a line frequency which is approximately twice the line frequency of the receiver for the second image format, and wherein the image change Oil frequency of the receiver for the first image form at is increased by a factor compared to the frame rate of the receiver for the second picture format, which corresponds approximately to the ratio of the first picture format to the second picture format.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Zeilenfrequenz von 15,625 kHz und einer Bildwechselfrequenz von 50 Hz für den Empfänger im zweiten Bildformat der Empfänger für das erste Bildformat eine Zeilenfrequenz von 31,25 kHz und eine Bildwechselfrequenz von 66 2/3 Hz hat. 2. The method according to claim 1, characterized in that at a line frequency of 15.625 kHz and a frame rate of 50 Hz for the receiver in the second picture format, the receiver for the first picture format has a line frequency of 31.25 kHz and a frame rate of 66 2/3 Hz.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Zeilenfrequenz von ungefähr 15,75 kHz und einer Bildwechselfrequenz von ungefähr 60 Hz für den Empfänger im zweiten Bildformat der Empfänger für das erste Bildformat eine Zeilenfrequenz von ungefähr 3. The method according to claim 1, characterized in that at a line frequency of approximately 15.75 kHz and a frame rate of approximately 60 Hz for the receiver in the second image format, the receiver for the first image format has a line frequency of approximately
31,5 kHz und eine Bildwechselfrequenz von ungefähr 80 Hz hat.  31.5 kHz and a frame rate of about 80 Hz.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzinformationen zusätzlich eine 4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the additional information additionally one
Information über Bewegung im Bild enthalten.  Information about movement included in the picture.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der wiederzugebenden progressiven Bilder bewegungsadaptiv durchgeführt wird. 5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the generation of the progressive images to be reproduced is carried out in a motion-adaptive manner.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung im Bild anzeigende Information aus den Zusatzinformationen ausgenutzt wird. 6. The method according to claim 5, characterized in that the movement in the image information is used from the additional information.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall von im wesentlichen unbewegtem Bildinhalt die wiederzugebenden Bilder ein direktes Abbild von den im Empfänger für das erste Bildformat mit Hilfe der Zusatzinformationen erzeugten progressiven Bildern sind. 7. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the case of substantially still image content, the images to be reproduced are a direct image of the progressive images generated in the receiver for the first image format with the aid of the additional information.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall von im wesentlichen bewegtem Bildinhalt ein erster Teil der wiederzugebenden Bilder ein direktes Abbild von den im Empfänger für das erste Bildformat mit Hilfe der Zusatzinformationen erzeugten progressiven Bildern ist und ein zweiter Teil der wiederzugebenden Bilder aus Bildpunkten besteht, die durch Mittelung der Helligkeitsund/oder Farbwerte von Bildpunkten zweier benachbarter Bilder von den im Empfänger für das erste Bildformat mit Hilfe der Zusatzinformationen erzeugten progressiven Bildern errechnet sind. 8. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the case of substantially moving image content, a first part of the images to be reproduced is a direct image of the progressive images generated in the receiver for the first image format with the aid of the additional information, and a second Part of the images to be reproduced consists of pixels which are calculated by averaging the brightness and / or color values of pixels of two adjacent images from the progressive images generated in the receiver for the first image format with the aid of the additional information.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall von im wesentlichen bewegten Bildinhalt die wiederzugebenden Bilder durch eine bewegungskompensierende Interpolation von den im Empfänger für das erste Bildformat mit Hilfe der Zusatzinformationen erzeugten progressiven Bildern gebildet werden. 9. The method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that in the case of substantially moving image content, the images to be reproduced are formed by a motion-compensating interpolation of the progressive images generated in the receiver for the first image format with the aid of the additional information.
10. Bildwiedergabegerät zur Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Zusatzinformationen in einem Interlace-Progressiv-Konverter (54) progressive Bilder gebildet werden und daß in einem Interpolator (59) aus den progressiven Bildern bewegungsadaptiv Bilder mit einer erhöhten Bildwechselfrequenz erzeugt werden (Fig. 4), wobei die Zeilenfrequenz einen zweifachen Wert der Zeilenfrequenz eines Empfängers für das zweite Bildformat hat. 10. Image display device for performing a method according to one or more of the preceding claims 1 to 9, characterized in that with the help of the additional information in an interlace progressive converter (54) progressive images are formed and that in an interpolator (59) from the progressive images motion-adaptive images are generated with an increased frame rate (Fig. 4), the line frequency having a value twice the line frequency of a receiver for the second image format.
11. Eildwiedergabegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Zusatzinformations-Decoder (58) aus den empfangenen Zusatzinformationen die Information über Bewegung im Bild decodiert wird. 11. Express playback device according to claim 10, characterized in that in an additional information decoder (58) from the received additional information, the information about movement in the image is decoded.
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