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Verfahren zur Übertragung von Fernsehbildern Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur übertragung von Fernsehbildern, bei welchem die den einzelnen
Bildpunkten :entsprechenden Helligkeitswerte nacheinander übertragen werden. Bei
den gebräuchlichen Verfahren erfolgt die zeilenweise Abtastung des Bildfeldes auf
der Sende- wie auf der Empfangsseite mittels eines Abtaststrahls, dessen Ouerschnitt
etwa die Größe des Bildpunktes hat und die Bildschärfe, d. h. die Größe der auf
dem Empfangsbild noch erkennbaren Einzelheiten bestimmt. Beim Abtasten des ganzen
Bildfeldes mit gleichförmiger Geschwindigkeit und gleichbleibender Größe des Bildpunktes,
d. h. gleichbleibender Rasterzahl, erstrecken sich die Helligleeitsschwankungen
über ein Frequenzband, das theoretisch von Null bis zu einer oberen Grenzfrequenz
gleich i/2 - n - r reicht, wobei n die Zahl der Bildwechsel in der
Sekunde und r die Zahl der in einem Bildfeld enthaltenen Rasterelemente bedeutet.
Dies ist bei Einseitenbandübertragung auf einer hochfrequenten Trägerwelle gleichzeitig
die -Mindestbandbreite des für eine Fernsehübertragung ohne Tonbegleitung bereitzustellenden
Frequenzkanals.
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Als Liniensteuerung bezeichnet man ein anderes bekanntes Bildübertragungsverfahren,
bei welchem die Geschwindigkeit des Abtaststrahls als Funktion der abgetasteten
örtlichen Lichtintensität verändert wird. Theoretisch sollte bei diesem übertragungsverfahren
bei gleicher Bildschärfe das Frequenzband erheblich schmaler werden. Die praktische
Durchbildung dieses Verfahrens gestaltete sich jedoch so schwierig und unbefriedigend,
daß es im Anfangsstadium steckenblieb und nicht weitergeführt wurde.
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in der praktischen Fernsehtechnik konnte sich bis heute nur die Bildabtastung
mit gleichförmiger Abtastgeschwindigkeit und gleichbleibender Bildschärfe behaupten.
Nach einem bekannten Vorschlag kann jedoch der Zwiespalt, daß man einerseits eine
ähnlich große Bildschärfe wie beim Filmprojektionsbild erzielen möchte, aber die
Breite der verfügbaren Frequenzkanäle andererseits diesem Bestreben entgegensteht,
dadurch gelöst werden, daß bei der `-Miedergabe von Bildern, die aus fortlaufend
abgetasteten Punkten zusammengesetzt sind, scharfe und unscharfe Bildelemente miteinander
gemischt werden und daß die Verteilung der scharfen und der unscharfen Komponenten
ständig so verändert wird, daß jeder Teil der Bildfläche des übertragenen Bildes
gegebene Schärfebedingungen periodisch durchläuft. Es ist auf diese Weise möglich,
eine sehr erhebliche Ersparnis an der Breite des ausgesandten Frequenzspektrums
unter Beibehaltung der Feinheit des sonst mit gleichbleibender Cveschwindigkeit
zerlegten Bildes zu erzielen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zeilenweisen
Übertragung von Fernsehbildern, bei welchen ein Teil des Bildfeldes, der periodisch
im Verlauf von nicht mehr als wenigen Sekunden über das ganze Bildfeld verschoben
wird, mit größerer Schärfe und geringerer Geschwindigkeit abgetastet wird als der
Rest des Bildfeldes, und besteht darin, daß der von diesem Verfahren nicht in Anspruch
genommene Teil desjenigen Frequenzbande, das zur gleichmäßig schnellen Übertragung
aller Bildpunkte mit größter Schärfe erforderlich wäre, zur Übertragung des Farbinhaltes
des Bildes ausgenutzt wird. Es gelingt auf diese Weise, eine farbige Fernsehübertragung
innerhalb des Frequenzbandes durchzuführen, das nicht breiter ist als das Frequenzband,
das für die Übermittlung von Schwarzweißbildern mit gleichmäßiger Bildpunktschärfe
benötigt wird.
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Eine Einsparung an Frequenzbandbreite läßt sich dadurch erreichen,
daß der jeweils mit voller Bildschärfe wiedergegebene Bildteil langsamer und der
gröber zerlegte Rest des Bildes entsprechend schneller abgetastet wird. Es ist leicht
einzusehen, daß die höchstens in Anspruch genommene Frequenzbandbreite im scharf
gezeichneten Teil des Bildes infolge der geringeren Abtastgeschwindigkeit und im
unscharf wiedergegebenen Teil trotz der dort größeren Abtastgeschwindigkeit infolge
der größeren Ausdehnung des Bildelementes unter sonst gleichen Verhältnissen geringer
ist als bei einer in derselben Zeit vor sich gehenden Übertragung des ganzen Bildfeldes
mit derselben Schärfe wie der des scharf gezeichneten Teils. Da der bilderzeugende
Abtaststrahl auf einer Flächeneinheit des scharf gezeichneten Flächenteils länger
verweilt als auf einer Flächeneinheit der Restfläche, würde bei gleichbleibender
mittlerer Strahlintensität erstere heller erscheinen als letztere. Um dies zu verhindern,
muß die Strahlintensität in an sich
bekannter Weise beim Übergang
von dem scharf gezeichneten Flächenteil zur Restfläche gleichzeitig mit der Abtastgeschwindigkeit
in umgekehrtem Sinne wie diese geändert werden. Verwendet man als Bildempfänger
eine Braunsche Röhre, so läßt sich dies sehr einfach durch eine Änderung der Vorspannung
einer die Strahistromdichte und/oder die Elektronengeschwindigkeit bestimmenden
Elektrode bewerkstelligen.
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Der mit größerer Schärfe wie die Restfläche abgetastete Teil des Bildfeldes
kann sich beispielsweise unter der Annahme waagerechter Bildzeilen über die ganze
Höhe des Bildfeldes erstrecken und etwa ein Viertel der Bildfläche einnehmen; er
wandert stetig oder ruckweise von links nach rechts über das ganze Bildfeld hinweg,
so daß er dieses im Verlauf von nicht mehr als einigen Sekunden einmal überstrichen
hat, worauf der Vorgang sich wiederholt. Die Signale, welche die synchrone Umschaltung
der Abtastgeschwindigkeit am Sender und am Empfänger bewirken, können in ähnlicher
Weise wie die Gleichlaufimpulse übertragen und aus dem Bildfrequenzgemisch abgesondert
werden.
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Bei einer anderen Anordnung erstreckt :ich der jeweils scharf gezeichnete
Flächenteil als waagerechtes Band über die ganze Breite des Bildfeldes und schiebt
sich von oben nach unten über das Bildfeld. Es ist dabei angenommen, daß der Zeilenabstand
im ganzen Bildfeld derselbe ist. Diese Anordnung des scharf gezeichneten Flächenteils
hat den Vorteil, daß jeweils eine ganze Gruppe von Bildzeilen mit derselben -,Ubtastgeschwindigkeit
geschrieben wird und infolgedessen bei der Abtastung eines Bildfeldes nur zweimal
ein Geschwindigkeitswechsel vorgenommen zu werden braucht.
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Man kann aber auch den Zeilenabstand derart ändern, daß er im scharf
gezeichneten Flächenteil kleiner ist als in der Restfläche. Es ist in diesem Falle
möglich, in beiden Flächenabschnitten Bildelemente gleicher Form (quadratisch oder
kreisrund) von verschiedener Größe zu verwenden. Wenn man es so einrichtet, daß
auf die Restfläche infolge des dort größeren Zeilenabstandes nur ebenso viele Bildzeilen
entfallen wie auf den scharf gezeichneten Flächenteil, braucht man die Abtastgeschwindigkeit
beim Übergang von einem Flächenabschnitt zum anderen überhaupt nicht zu ändern,
sondern lediglich den Zeilenabstand und die Größe des Bildelementes. Diese Rasterumschaltung
kann wieder durch ähnliche Impulse wie die Gleichlaufimpulse bewirkt werden.
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Schließlich kann man diese beiden Anordnungen miteinander vereinigen,
indem man den scharf gezeichneten Flächenteil nur auf einen Teil der Breite und
Höhe des Bildfeldes beschränkt und ihn allmählich oder ruckweise über das ganze
Bildfeld verschiebt.
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Wenn das Bildfeld so groß ist, daß es nicht mehr in seiner ganzen
Ausdehnung mit einem Blick erfaßt werden kann, pflegt der Beschauer seine Aufmerksamkeit
vorwiegend der Bildmitte zuzuwenden. Dieser Gewohnheit kann man dadurch Rechnung
tragen, daß man bei der periodischen Verschiebung des mit größerer Auflösung übertragenen
Bildteils die Umgebung der Bildmitte häufiger oder länger mit größerer Auflösung
überträgt als gleich große wandnahe Bildteile.