DE3233882A1

DE3233882A1 - System zur fernsehmaessigen uebertragung

Info

Publication number: DE3233882A1
Application number: DE19823233882
Authority: DE
Inventors: Dirk Dipl.-Ing. 4600 Dortmund Uhlenkamp; Broder Prof. Dr.-Ing. 4355 Waltrop Wendland
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Interessengemeinschaft fuer Rundfunkschutzrechte GmbH Schutzrechtsverwertung and Co KG
Priority date: 1982-09-13
Filing date: 1982-09-13
Publication date: 1984-03-15
Also published as: JPS5966283A; JPH057358A; JPH0757025B2; US4620225A; JPH0423874B2; DE3233882C2

Description

Rl.-Hr. 2045/82

1 0.9.1982 FE/PLI/Go/Hö

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 "

System zur fernsehmäßigen Übertragung Stand-der Technik

Die Erfindung geht aus von einem System nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus "Fernseh- und Kinotechnik¹¹, 1980, Nr. 2, S. 4-1 - 4-8 sind bereits verschiedene Fernsehsysteme bekannt geworden, bei welchen die Auflösung und andere Qualitätsparameter des wiedergegebenen Bildes gegenüber den herkömmlichen Systemen verbessert wurden. Sollen diese Systeme Eingang in den Fernsehrundfunk finden, so ist es erforderlich, daß die neuen Systeme mit dem bestehenden kompatibel sind. Das heißt, daß nach deicheuen Verfahren ausgestrahlte Sendungen mit den bestehenden Empfangsgeräten ohne Qualitätseinbußen empfangen werden können. Hierzu sind in der o.g. Veröffentlichung mehrere Verfahren angegeben, die jedoch noch keine Anwendung auf breiter Basis gefunden haben.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Fernsehsystem erhöhter Bildqualität vorzuschlagen, welches bei angemessenem technischem Aufwand eine Kompatibilität mit bestehenden Systemen gewährleistet.

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Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße System mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat insbesondere den Vorteil, daß
sogar bei der Verwendung der bestehenden Empfangsgeräte eine Verbesserung eintritt. Als weiterer Vorteil ist es anzusehen, daß bei der Verwendung von an das neue System angepaßten Empfangsgeräten der aufgrund der herkömmlichen Systeme zur Verfügung stehende Übertragungskanal in besonders günstiger Weise ausnutzt, um ein hochauflösendes Fernsehbild zu übertragen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Systems möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 schematisch als Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eine Aufnahmeeinrichtung nach dem erfindungsgemäßen System,

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Signalverarbeitung bei der Anordnung nach Fig. 1,

Fig. J Einzelheiten der Anordnung nach Fig. 1 in etwas detaillierterer Darstellung,

J¹Ig. 4· weitere Einzelheiten der Anordnung nach Pig. 1, Fig. 5 das Blockschaltbild einer Empfangs- bzw. Wiedergabeeinrichtung nach dem erfindungsgemäBen System,

Fig. 6 und Fig. 7

Diagramme zur Veranschaulichung der Signalverarbeitung bei der Anordnung nach Fig. 5» und

Fig. 8 ein weiteres Beispiel für eine Aufnahmeeinrichtung nach dem erfindungsgemäßen System.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die dargestellten Ausführungsbeispiele beziehen sich auf erfindungsgemäße Systeme, welche an das 625-Zeilen-System angepaßt sind. Die angegebenen Zeilenzahlen sowie BiId- und Zeilenfrequenzen gelten daher nicht für eine Anpassung des erfindungsgemäßen Systems an andere Systeme, beispielsweise an das amerikanische 525-Zeilen-System.

Die Kamera 1 nimmt das zu übertragende Bild mit einer Zeilenzahl von 1250 auf. Diese Zeilenzahl wird innerhalb von 20 ms, also der Zeit eines Halbbildes nach der 625-Zeilennorm, abgetastet. Hierzu werden der Kamera ein Impuls V sowie Impulse H¹ zugeführt. Die Frequenz des Impulses H¹ entspricht dem Vierfachen der Frequenz fjr des 625-Zeilen-

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Systems. Durch die Vervierfachung der Zeilenfrequenz ergibt es sich, daß diese neue Zeilenfrequenz in einem ganzzahligen Vielfachen zur Vertikalfrequenz fy = 50 Hz steht, womit eine Abtastung ohne Zwischenzeile erreicht wird.

Das Ausgangssignal der Kamera 1 wird nun zwei planaren Tiefpässen 2 und 3 zugeführt. Diese Tiefpässe bewirken, daß sowohl in Zeilenrichtung, als auch in vertikaler Richtung, als auch in diagonaler Richtung die Videosignale tiefpaßgefiltert werden. Betrachtet man einmal ein zu übertragendes Bild als sich in vertikaler Richtung verändernden Helligkeitswert, so erfolgt durch die Abtastung des Bildes mit diskreten Zeilen nur dann eine einwandfreie Übertragung dieses Helligkeitsverlaufes, wenn auch diese Art Abtastung dem Abtast- oder Nyquisttheorem genügt, daß heißt, die Abtastfrequenz hat größer zu sein als die höchste im zu übertragenden Signal enthaltene Frequenz. Bei der Abtastung von beliebigen optischen Vorlagen, also beliebigen Bildern und Szenen, kann naturgemäß nicht verhindert werden, daß in vertikaler Richtung scharfe Helligkeitssprünge oder periodische Strukturen auftreten, welche höhere Frequenzen umfassen, als die Hälfte der durch die zeilenmäßige Abtastung vorgegebene.

Im Zusammenhang mit der später zu erläuternden Umsetzung der 1250-Zeilensignale in die normgemäßen 625— Zeilensignale

kann jedoch eine wesentliche Verbesserung dieses Nachteils' der herkömmlichen Aufnahmesysteme dadurch erreicht werden, daß die durch Abtastung mit erhöhter Zeilenzahl gewonnenen Fernsehsignale so weit tiefpaßgefiltert werden, daß für das anschließende 625-Zeilensystem das Abtasttheorem gewahrt bleibt. Damit werden sogenannte Aliasstörungen weitgehend vermieden.

Bevor auf die Signalverarbeitung im einzelnen in den folgenden Schaltungen eingegangen wird, folgen zunächst einige allgemeinere Ausführungen. Gemäß der Erfindung wird bei der Übertragung der Pernsehsignale unterschieden, ob eine Bewegung im Bild vorliegt oder ob es sich um im wesentlichen ruhende Szenen handelt. Wie im einzelnen später ausgeführt wird, werden die von der Kamera 1 erzeugten Signale in unterschiedlicher Weise verarbeitet. In Abhängigkeit vom Vorliegen von Bewegung wird ein Überblender gesteuert, dessen Eingang 10 ein für ruhende Bildvorlagen vorgesehenes iSignal zugeführt wird, während am Eingang 11 ein für bewegte Szenen zu übertragendes Signal ansteht. Der Ausgang des Überblenders ist dann an den Übertragungskanal 13 angeschlossen, welcher all das umfaßt, was zur eigentlichen Übertragung der Fernsehsignale nach dem bestehenden System erforderlich ist. Dieses können im einzelnen sein: Bildmischeinrichtungen, Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräte, Kabelübertragungsstrecken, Fernsehsender, Antennenanlagen, Gemeinschaftsantennenanlagen und schließlich der

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Hochfrequenz- und Demodulationsteil eines Fernsehempfängers. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist der Übertragungskanal 13 im wesentlichen durch die bestehenden genormten Parameter wie Zeilenzahl, Bildfrequenz, Bandbreite udgl. gekennzeichnet. Mit 14- ist in Fig. 1 der Ausgang des Ubertragungskanals 13 gekennzeichnet, der dann den Eingang einer Anordnung gem. Fig. 5 darstellt.

Im folgenden wird nun die Signalverarbeitung für den Fall einer ruhenden Bildvorlage beschrieben. Die Ausgangssignale des planaren Tiefpasses 2 weisen nach wie vor eine Bildperiode von 20 ms und eine Zeilenzahl von 1250 auf, wobei jedoch die vertikale Auflösung auf 625 Zeilen begrenzt ist. In dem folgenden Serie/Parallel-Wandler (genauer beschrieben in Fig. 4-) wird nun für ein erstes zu übertragendes Halbbild aus den Ausgangssignalen des planaren Tiefpasses jede vierte Zeile entnommen und um den Faktor 4- gedehnt. Die zeitlichen Vorgänge hierbei sind in Fig. 2 schematisch dargestellt; und zwar ist im mittleren Teil der Fig. 2 das Abtastraster der Kamera 1 gezeigt, wobei in horizontaler Richtung die Zeilenablenkung und in vertikaler Richtung die Bildablenkung wie auf dem Bildschirm dargestellt ist. Es sind jedoch keine Bildrückläufe berücksichtigt, so daß in senk-Bechter Richtung fortlaufend hintereinander die einzelnen Rester dargestellt sind, in senkrechter Richtung also eine Zeitachse vorliegt.

Im rechten Teil der Fig. 2 sind die für den Fall einer ru-* henden Bildvorlage zu übertragenden Signale, im linken Teil die für den Fall einer bewegten Vorlage zu übertragenden Signale dargestellt. Von den 1250 Zeilen des im Mittelteil nur auszugsweise dargestellten Rasters wird nun - wie eingangs erwähnt - jede vierte Zeile zeitlich um den Faktor 4· gedehnt zur Übertragung eines ersten Halbbildes nach dem herkömmlichen System benutzt. Zur Übertragung des zweiten Halbbildes (rechts unten in Fig. 2 gestrichelt dargestellt) werden nun aus dem gleichen von der Kamera 1 aufgenommenen Vollbild die jeweils in der Mitte von zwei bereits ausgewerteten Zeilen liegenden Zeilen herangezogen.

Die Gewinnung der in Fig. 2 rechts dargestellten Signale erfolgt bei der Anordnung nach Fig. 1 mit den Baugruppen 4-, 6, 7 und 8. Mit dem Serie/Parallel-Wandler 4-, welcher zugleich eine Schaltung zur Expansion umfaßt, werden die jeweils nur 16 ms langen Zeilen des Kamerasignals um den Faktor 4- gedehnt, nachdem zuvor jede zweite Zeile ausgetastet wurde. Schließlich weist die Schaltung 4- zwei Ausgänge auf, so daß gleichzeitig die für das erste Halbbild und die für das zweite Halbbild vorgesehenen Zeilen zur Verfügung stehen. Die für das zweite Halbbild vorgesehenen Zeilen werden mit Hilfe eines digitalen Halbbildspeichers um 20 ms verzögert und zum oberen Eingang^eines Umschalters 8 geführt, während die für das erste Halbbild vorgesehenen

Zeilen direkt von der Schaltung 4 zum anderen Eingang des * Umschalters 8 gelangen. Der Ausgang des Umschalters 8 ist mit dem Eingang 10 der Uberblendschaltung verbunden. Der Schalter 8 wird mit einer mäanderförmigen Spannung derart gesteuert, daß er jeweils ein Halbbild lang in einer der Positionen verharrt. Die Frequenz der mäanderförmigen Spannung beträgt bei dem 625-Zeilensystem 25 Hz. Einzelheiten der Schaltungen 2 und 4· werden im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4- später erläutert. Der Halbbildspeicher 6 ist an sich bekannt und braucht im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung nicht näher erläutert werden.

Zur Feststellung, ob eine Bewegung vorliegt, wird in einem sogenannten Bewegungsdetektor 7 aus zwei aufeinanderfolgenden von der Kamera aufgenommenen Bildern ein Bewegungssignal abgeleitet. Bewegungsdetektoren sind an sich hinreichend bekannt und brauchen im Zusammenhang mit dieser Anmeldung nicht genauer beschrieben zu werden. Der einfachste Fall eines Bewegungsdetektors ist eine Subtraktionsschaltung, damit die Differenz zweier aufeinanderfolgender Bilder gebildet werden kann, mit einer anschließenden Tiefpaßanordnung, um von einem Videosignal zu einer Steuerspannung zu gelangen. Schließlich wird noch eine Schaltung zur Bildung eines Vorzeichen unabhängigen Betrages benötigt, denn bei der vorliegenden Verwendung eines Bewegungsdetektors spielA-es keine Rolle, in welcher Richtung eine Bildänderung erfolgt.

Bei Vorliegen von Bewegungen wird nun der Überblender 9 vom Eingang 10 auf den Eingang 11 überblendet, wobei der Grad der Überblendung von der Geschwindigkeit der Bewegung im Bild abhängt. Während sehr geringer Bewegung kann durchaus das Bild noch als stehendes Bild betrachtet werden. Bei einer Übertragung der Signale, wie sie durch den oberen Zweig der Anordnung nach Fig. 1 gegeben ist, würde sich jedoch eine ruckartige Wiedergabe bei schnellen Bewegungen ergeben. Es wird deshalb das von der Kamera 1 abgegebene Videosignal nach Durchlaufen des Tiefpasses 3 einer Expansionsschaltung 5 zugeführt. Diese Expansionsschaltung dehnt den Inhalt jeder vierten Zeile des von der Kamera 1 kommenden Signals um den Faktor 4-, wobei die drei dazwischenlxegenden Zeilen unterdrückt werden. Durch das Verhältnis der gewählten Zeilenzahl ergibt es sich, daß die Zeilen des ersten Halbbildes des zur Übertragung vorgesehenen Signals aus dem ersten Raster der Kamera abgeleitet werden, während die Zeilen des zweiten Halbbildes aus dem zweiten Raster gewonnen werden. Da bei einer schnellen Bewegung das zweite Raster bereits eine deutlich andere Bewegungsphase beinhaltet, ist bei den zu übertragenden Signalen das zweite Halbbild bezüglich der Bewegung so zu betrachten, als wenn es direkt in einer zweiten Abtastung in der Kamera gewonnen wäre. Die sogenannte Bewegungsauflösung ist also bei der Übertragung der Signale über den unteren Zweig der Anordnung nach Fig. doppelt so groß wie bei der Übertragung über den oberen Zweig.

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Wie bereits eingangs erwähnt, sind die somit entstandenen Signale voll mit denen des bisherigen Systems kompatibel, d.h. sie können mit den vorhandenen Geräten übertragen und empfangen werden. Bei dem Empfang bzw. bei der Wiedergabe mit herkömmlichen .Fernsehempfangsgeräten ergibt sich der Vorteil, daß Helligkeitsänderungen in vertikaler Richtung, welche eine höhere Ortsfrequenz aufweisen als die Hälfe der Zeilenstruktur des herkömmlichen Fernsehsystems, keine Aliasstörungen hervorrufen.

Zur weiteren HLäuterung der Anordnung gem. Fig. 1 wird im folgenden auf Fig. 3 Bezug genommen, welche in etwas detaillierterer Darstellung die Funktionsgruppen 3 und 5 der Anordnung nach Fig. 1 zeigt. Das planare Tiefpaßfilter 3 ist zweistufig, wobei beide Stufen jeweils aus einer Reihe von Verzögerungsschaltungen, mehreren Bewertungsschaltungen und einer Summationsschaltung bestehen. An dieser Stelle sei noch vermerkt, daß die für das erfindungsgemäße System verwendeten Schaltungen zum größten Teil sowohl in analoger als auch in digitaler Technik möglich sind. Es ist jedoch im Hinblick auf die Speicherung in erster Linie an digitale Schaltungen gedacht. Das von der Kamera 1 kommende Signal wird nun dem-Eingang 21 des planaren Tiefpaßfilters 3 zugeführt. Es wird viermal um eine Laufzeitfi in den Verzögerungsstufen 22, 23» 24 und 25 verzögert. Diese Laufzeit beträgt beispielsweise eine Zeilenperiode plus einer Bildpunktdauer. Das unverzögerte

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Eingangssignal sowie die um U bzw. entsprechende Vielfache

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Τΐ verzögerten Signale werden mit den Koeffizienten a^. bis a bewertet. Hierzu sind Schaltungen mit unterschiedlichem Übertragungsfaktor 26, 27, 28, 29, 30 vorgesehen. Die Bewertungsfaktoren bestimmen den Verlauf der Kennlinie des Tiefpaßfilters. Die somit bewerteten Signale werden in meiner Summier- bzw. Addierschaltung 31 miteinander addiert.

Diese erste Stufe des planaren Filters 3 hat eine Filterung der Bildsignale in einer Richtung - in diesem Falle einer diagonalen - zur Folge. Ein gleichartiges aus den Verzögerungsschaltungen 32,33,34-, 35, den Schaltungen mit unterschiedlichem Übertragungsfaktor 36,37,38,39,40 sowie der Summierschaltung 41 besorgt die Filterung in der anderen Richtung, wozu die Verzögerungsschaltungen 32 bis 35 niit Verzögerungszeiten von f 2 versehen sind, welche einer Zeilenperiode abzüglich einer Bildpunktdauer entspricht. Da die Videosignale nunmehr soweit tiefpaßgefiltert sind, daß der hohe Abtasttakt - in senkrechter Richtung also die hohe Zeilenzahl - nicht mehr benötigt wird, erfolgt eine Reduzierung des Taktes in Zeilenrichtung sowie eine Reduzierung der Zeilenzahl mit einem Schalter 4-2, dessen Steuerspannung mit Hilfe einer Und-Schaltung aus dem Abtasttakt T und einem Mäander doppelter Zeilenfrequenz H/2

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gebildet wird. Damit wird Jede zweite Zeile unterdrückt sowie jeder zweite Bildpunkt.

Die derart gefilterten Signale gelangen nun zum Schalter 44 und werden zeilenweise abwechselnd in die Schieberegister 4-5

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und 46 eingeschrieben. Dieses erfolgt mit einem schnellen ^ Takt T . Das Auslesen aus den Schieberegistern 45 und 46 erfolgt mit einem Takt T , welcher um das Vierfache langsamer ist als der Takt T , so daß die Zeilen um das Vierfache gedehnt werden. Die Anordnung von zwei Schieberegistern dient lediglich dazu, daß in ein Schieberegister eingeschrieben, während aus dem anderen ausgelesen werden kann. Mit Hilfe des Schalters 47 wird dann der Ausgang desjenigen Schieberegisters, welches gerade im Lesebetrieb arbeitet, mit dem Ausgang 48 der Expansionsschaltung 5 verbunden. Der Schalter 44 wird mit einer mäanderförmigen zeilenfrequenten Spannung angesteuert. Die Steuerung des Schalters 47 erfolgt ebenfalls mit einer mäanderförmigen Spannung, deren Frequenz jedoch der halben Zeilenfrequenz entspricht.

Im Zusammenhang mit den Angaben über die Steuerung der Schalter 45 und 46 sei noch erwähnt, daß in der Fernsehtechnik die Bezeichnung H nicht nur die Η-Impulse selbst sondern auch die entsprechende Periodendauer von beispielsweise 64 us bezeichnet. Wenn in diesem Zusammenhang von Frequenzen die Rede ist, so wird demnach ein Signal mit zwei H bezeichnet, welches die halbe Zeilenfrequenz aufweist, während ein Signal H/2 die doppelte Zeilenfrequenz aufweist.

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. AJ.

Fig. 4- zeigt ein Blockschaltbild der Schaltung 4 der Anordnung nach Fig. 1, welche eine Serie/Parallel-Wandlung und eine Signalexpansion durchführt. Die planar gefilterten Signale werden bei 50 der Anordnung nach Fig. 4 zugeführt. Ein Schalter 51₅ welcher mit einer mäanderförmigen Spannung von doppelter Zeilenfrequenz angesteuert wird, unterdrückt jede zweite Zeile des ankommenden 1250-Zeilensignals. Dieses Signal wird über die Schalter 52 und 53 den Eingängen der Schieberegister 5^, 55, 56 und 57 zugeführt. Die Schalter 52 und 53 werden mit einer mäanderförmigen Spannung wie sie in der entsprechend gezeichneten Zeile der Fig. 4a dargestellt ist, angesteuert.

Von den durch den Schalter 51 hindurchgelassenen Zeilen gelangt also jede zweite in die Schieberegister 5^ und 56 und die anderen in die Schieberegister 55 und 5?· Eingelesen wird in die Schieberegister mit einem schnellen Takt T . Eine Periodendauer dieses Takts entspricht der Bildpunktdauer des Aufnahmerasters. Ausgelesen wird aus den Schieberegistern mit einem vierfach langsameren Takt T , so daß die in die Schieberegister eingeschriebenen Zeilen vierfach gedehnt über die Schalter 58 und 59 zu den Ausgängen 60 und 61 gelangen. Die Schalter 58 und 59 werden mit einem Takt halber Zeilenfrequenz angesteuert, so daß jeweils eine Zeilenperiode lang die Schalter 58 und 59 in der oberen und eine Zeilen-

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periode in der unteren Stellung verharren mit dem Ergebnis', daß die für das erste Halbbild vorgesehenen Zeilen am Ausgang 61 und die für das zweite Halbbild vorgesehenen Zeilen gleichzeitig am Ausgang 60 anstehen.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung zur Wiedergabe der nach dem erfindungsgemäßen System übertragenen Signale, während in Fig. 6 schematisch die bei der Anordnung nach Fig. 5 auftretenden Raster dargestellt sind. Das 625-Zeilensignal wird über den bereits in Fig. 1 dargestellten Übertragungskanal 13 dem Eingang 14 der Anordnung nach Fig. 5 zugeführt. Die Schaltungen 65 und 66 sind jeweils ein Bildspeicher, welcher als Verzögerungseinrichtung verwendet wird. Die Verzögerungsdauer beträgt eine Halbbildperiode, also 20 ms. Das unverzögerte, das um eine Halbbildperiode und das um zwei Halbbildperioden verzögerte Signal wird einem Bewegungsdetektor 67 zugeführt, welcher die Überblendschaltung 68 steuert. Diese bewirkt, daß je nach Größe der dem Steuereingang 69 zugeführten Steuerspannung die dem Eingang 70 oder die 'dem Eingang 71 zugeführten Signale zum Ausgang geleitet werden - bzw. eine dazwischenliegende bewertete Summe. An den Ausgang der Überblendschaltung 68 ist dann ein Bildwiedergabegerät 72 angeschlossen, welches neben der Bildröhre die zur Ansteuerung und zum Betrieb der Bildröhre erforderlichen Schaltungen enthält. Diese entsprechen grundsätzlich denjenigen von herkömmlichen Bildwiedergabegeräten, sind jedoch in Bezug auf das höherwertige Fernseh-

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system angepaßt, u.a. durch höhere Ablenkgeschwindigkeiten und eine höhere Bandbreite des Videokanals. Das Raster der Bildwiedergabeeinrichtung 72 umfaßt 625 Zeilen innerhalb von 20 ms. Wie bei den bekannten Fernsehsystemen ist die auf dem Bildschirm sichtbare Zeilenzahl geringer, da ein Teil der Zeilen für den vertikalfrequenten Rücklauf benötigt wird.

Bei ruhenden Bildvorlagen bzw. bei kleinen Bewegungsgeschwindigkeiten wird der Überblender 68 von dem Bewegungsdetektor derart gesteuert, daß die Signale vom Eingang 70 zum Ausgang gelangen. Der obere Zweig der Anordnung nach Pig. 5 ist also für die Übertragung bei kleinen Bewegungsgeschwindigkeiten vorgesehen. Hierzu werden die um ein Halbbild verzögerten Signale vom Schaltungspunkt 73 einem ersten Eingang 74- einer Schaltung 75 zur Parallel/Serie-Wandlung und zur Kompression zugeführt. Der zweite Eingang 76 der Schaltung 75 wird halbbildweise abwechselnd mit den unverzögerten und mit den um zwei Halbbilder verzögerten Signalen beaufschlagt. Dazu wird einem Umschalter 77 eine mäanderförmige Steuerspannung 2V mit halber Vertikalfrequenz zugeführt. Die Schaltung 75 stellt eine Umkehrung der Schaltung 4 in Fig. 1 dar und braucht des-

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• ao·

halb im einzelnen nicht noch einmal beschrieben zu werden.-Die Punktion der Schaltung wird nun anhand der in Fig. 6 dargestellten Diagramme erläutert. Das mittlere Diagramm der Fig. 6 stellt die Folge der übertragenen 625-Zeilen-Signale dar. Der Übersichtlichkeit halber wurde wie in Fig. 1 eine senkrecht zur Zeilenrichtung liegende Zeitachse gewählt. Ferner wurden nur wenige Zeilen dargestellt.

Die rechte Spalte der Fig. 6 stellt das Vollbildraster dar, wie es bei Vorliegen kleiner Bewegungsgeschwindigkeiten sowie bei ruhenden Bildvorlagen entsteht, während die linke Spalte ein Raster bei größeren Bewegungsgeschwindigkeiten darstellt.

Zur Erläuterung der Funktion der Schaltung 75 wird nunmehr auf die rechte Spalte der Fig. 6 Bezug genommen. Die erste Zeile des wiedergegebenen Rasters wird wie durch den Keil angedeutet durch Kompression aus der ersten Zeile des übertragenen Rasters geleitet. Die zweite Zeile wird durch Kompression aus der ersten Zeile des zweiten übertragenen Halbbildes abgeleitet (s. Pfeil 84-). Letztere wurde jedoch bei der Übertragung von ruhenden Bildern - wie im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert wurde - aus dem ersten Vollbildraster der von der Kamera 1 (Fig. 1) abgegebenen Signale durch Verzögerung um eine Halbbildperiode abgeleitet. Durch die

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Anordnung nach iTig. 5 wurde sie also lediglich, wieder an · ihren richtigen Platz gebracht. Da diese Zeile aus einem Halbbild der übertragenen Signale abgeleitet wird, welches später folgt, nimmt innerhalb des ersten Halbbildes der Schalter 77 (Fig. 5) die obere Position ein. Ähnliches wiederholt sich nun für die folgenden Zeilen des ersten wiederzugebenden Teilbildes; und zwar wird die dritte Zeile aus der zweiten Zeile des ersten übertragenen Halbbildes gewonnen (Pfeil 85), während die vierte Zeile aus der zweiten Zeile des zweiten Halbbildes abgeleitet wird (Pfeil 86).

Das zweite Halbbild der wiederzugebenden Signale wird nun derart abgeleitet, daß die ungradzahligen, in Fig. 6 mit durchgezogenen Linien dargestellten Zeilen, durch Kompression und Verzögerung um eine Halbbildperiode aus dem ersten Halbbild der übertragenen Signale gewonnen werden (s. Pfeile 87 und 88), während die geradzahligen, gestrichelt dargestellten Zeilen lediglich durch Kompression aus dem gleichzeitig anstehenden zweiten Halbbild der übertragenen Signale gewonnen werden (s. Pfeile 89, 90)· Während des zweiten Halbbildes steht deshalb der Schalter 77 (Fig. 5) in der unteren Position. Im dritten Halbbild wiederholen sich die Vorgänge entsprechend dem ersten Halbbild.

Bei Vorliegen von Bewegung werden - wie aus Fig. 6 ersichtlich ist - die wiederzugebenden Signale durch zeilenweise

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Kompression um den Faktor 2 aus den jeweils vorliegenden Zeilen der übertragenen Signale gewonnen. Dieses ist in Fig. 6 mit Hilfe der Pfeile 91, 92, 93, 9^ dargestellt. Die geradzahligen Zeilen werden beim Vorliegen von Bewegung jedoch durch Interpolation der jeweils benachbarten ungeradzahligen Zeilen gewönne. Damit wird beim Vorliegen von schneller Bewegung zwar die Auflösung reduziert, es erfolgt jedoch keine ruckweise Wiedergabe von Bewegungsvorgängen.

Der planare Interpolator 78 (Fig. 5) dient zur Ableitung weiterer Zeilen, wie später im Zusammenhang mit Fig. 7 erläutert wird. Bei der in Fig. 6 dargestellten Erzeugung der Signale bei Vorliegen von Bewegung dient der planare Interpolator 80 zur Erzeugung der in Fig. 6 als Reihe von Kreisen dargestellten Zeilen. Derartige Interpolatoren sind bekannt und brauchen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht näher erläutert zu werden.

Bei der Beschreibung der Fig. 6 wurde vorausgesetzt, daß auf der Bildwiedergabeeinrichtung 72 fortlaufend Raster mit 625 Zeilen innerhalb von jeweils 20 ms geschrieben werden. Damit ist bereits eine Verbesserung der Bildqualität erreicht. Je nach Schärfe der Wiedergaberöhre und je nach Betrachtungsabstand ist jedoch noch eine Zeilenstruktur zu erkennen.. An horizontalen Kanten der Bildvorlage

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tritt kein Kantenflackern auf, da durch die hochzeilige Abtastung und entsprechende Filterung das Abtasttheorem beachtet wurde. Auch das Zeilenflimmern und Zeilenwandern wird durch die große Zeilenzahl in Verbindung mit der vertikalen Modulationsübertragungsfunktion des Monitors weitgehend unterdrückt- Die Zeilenperiode ist halb so groß wie bei dem herkömmlichen 625-Zeilensystem, während bei der Kamera 1 (Fig. 1) die Zeilenperiode ein Viertel der üblichen Zeilenperiode beträgt. Die Bandbreite des analogen Videosignals ist gegenüber der bei der Aufnahme vorgeschlagenen Abtastung halb so groß. Es ist jedoch auch möglich, bei der Wiedergabe der erfindungsgemäß übertragenen Signale das gleiche Raster wie in der Kamera Λ (J)¹Xg. 1) zu schreiben. Dabei werden Erscheinungen wie Zeilenflimmern und Zeilenwandern in noch stärkerem Maße vermieden. Beide Möglichkeiten sind in Fig. 7 gegenübergestellt, wobei in der mi/fctleren Spalte die Ausgangssignale der Kompressions schaltung 79 (Fig. 5), in der linken Spalte die Wiedergabe im Zeilensprungverfahren und in der rechten Spalte die hochzeilige Vollbildwiedergabe dargestellt sind. Bei der Wiedergabe im Zeilensprung werden die gem. Fig. 6 gewonnenen in der Mitte dargestellten Signale während des ersten Teilbildes unverändert übernommen, während in einem zweiten Teilbild jeweils zwei aufeinanderfolgende Zeilen interpoliert werden. Werden dagegen mit Hilfe der Bildwiedergabeeinrichtung innerhalb eines Halbbildes bereits sämtliche 12^0 Zeilen geschrieben, was in der rechten Spalte

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dor I*¹.1 ρ;- 7 dargestellt ist, so ist es erforderlich, jede " zweite Zeile (strichpunktierte Linien) durch Interpolation 7,\x gewinnen. Hierzu dient der planare Interpolator 78 Ci¹Xg. b).

Fig. 8 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung auf der Aufnahmeseite dar, bei welcher eine Kamera 101 derart betrieben wird, daß 1250 Zeilen hintereinander in einer Vollbildperiode von 40 ms abgetastet werden. Hierzu werden der Kamera Horizontalimpulse doppelter Zeilenfrequenz und Vertikalimpulse halber V-Frequenz zugeführt. Die Angabe 1 : 1 bedeutet hier, daß kein Zeilensprung vorliegt. Anstelle der Kamera kann beispielsweise auch ein .Filmabtaster 102 in gleicher Weise betrieben werden, denn die

Anordnung nach JFig. 8 eignet sich insbesondere dazu, bei einem Pilmabtaster die Bewegungsauflösung zu verbessern. Wie in der Anordnung nach Pig. 1 ist ein planares Tiefpaßfilter 103 vorgesehen. In einer anschließenden Expansionsschaltung wird Jeweils jede 2. Zeile unterdrückt und die verbliebenen Zeilen auf die doppelte Dauer expandiert. Es entsteht ein Raster, bei welchem 625 Zeilen innerhalb von 40 ms ohne Zeilensprung geschrieben werden. Diese Signale werden in einem -bildspeicher 105 um 40 ms verzögert. Der Eingang und der Ausgang des Bildspeichers werden in einem Bewegungsdetektor 106 miteinander verglichen, welcher den Uberblender 107 steuert.

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Liegt· koi.no Urwogung vor, no werden dio Ausgangssignale des Ui l.ilr,T)oi chopi'. zum Normwandler 1OH geleitet. JJiesa· Normwandler umfaßt einen ülldspeicher. Das Einschreiben und Auslesen erfolgt derai't, daß die ungeradzahligen Zeilen der Eingangssignale aufeinanderfolgend als erstes Halbbild und anschließend die geradzahligen Zeilen der Eingangssignale als zweites Halbbild ausgelesen werden. Derartige normwandler werden bereits in i'ilmabtastern angewandt. Ein derartiger Normwandler ist beispielsweise in P ?.G Jr: ;>?8 beschrieben. An den Normwandler 108 schließt sich dann ein tJbertragungskanal 13 an.

Bei Vorliegen von Bewegung wird aus den unverzögerten und den vorzögerten Signalen mit Hilfe der planaren Tiefpässe 10^fj und 110 sowie einer Interpolationsschaltung 111 ein weiteres Halbbild errechnet. Ein mit halber Zeilenfrequenz gesteuerter Schalter 112 leitet dann jeweils eine Zeile des ursprünglichen Halbbildes und eine Zeile des durch Interpolation gewonnenen Halbbildes weiter.

Die Erfindung wurde der Übersichtlichkeit halber ohne Berücksichtigung von i'nrbfernsehübertragungssystem beschrieben. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei Farbfernsehsystemen angewandt werden. Schließlich sei noch einmal darauf hingewiesen, daß die Anwendung der Erfindung

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niohl mi Γ dan f),⁾S-Zoilonn_<ystem beschränkt ist. Eine An-¹; dor in don Aar.l"ührunp;r.boir>pielon angegebenen Werte crc^ oyiiLoinn i.'it leicht möglich.

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Claims

Ansprüche

\\J System zur fernnehmäßigen Übertragung, dadurch gekennzeichnet;, daß die zu übertragenden optischen Bilder (Filme, Szenen) mit einer Zeilenzahl, welche größer als die durch das Jeweils zur Signalübertragung angewandte Übertragungssystem gegebene Zeilenzahl ist, ohne Zeilensprung innerhalb eines Halbbildes des Übertragungssystems abgetastet wird, daß mittels eines Bewegungsdetektors festgestellt wird, ob Bewegung in den Bildern vorliegt, daß bei Vorhandensein von Bewegung für die zu übertragenden Fernsehsignale die jeweils zu einem Halbbild des Übertragungssystems gehörenden Zeilen aus dem dann abgetasteten Bild entnommen werden und daß bei Abwesenheit von Bewegung das erste und das zweite Halbbild des Übertragungssystems aus einem abgetasteten Bild entnommen werden.

. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer für die optische Abtastung vorgesehenen Einrichtung ein planares Tiefpaßfilter vorgesehen ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aufeinanderfolgende abgetastete Bilder (Raster) zur Berechnung von mindestens eines Halbbildes des Übertragungs systems herangezogen werden. (Fig. 8)

U¹ no:-.πι criiui 3 . kk/i'li/rz/uo

ι· '. ■ < i ."■ :^l(l.11 . 198η

Μ·-uv f'ci t '--π t\!πsprücbe 5 und 6

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarheitungseinrichturig für ruhende Bilder aus einer Schaltung zur Serie/Paral lel-Wandlung (¹J) und zur Expansion aus einer Halbbild verzögerungseinrichtung (6) und aus einem Umschalter· (8) besteht.

6. System noch Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungskanal tür bewegte Bilder von einer Expansionsschaltung (5) gebildet ist.

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4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Signalverarbeitungsschaltung für bewegte Bilder und eine Signalverarbeitungsschaltung für Bilder ohne bzw. mit geringer Bewegung vorgesehen ist, daß die Ausgänge der Signalverarbeitungsschaltungen mit den Eingängen einer Überblendschaltung verbunden sind, daß die Überblendschaltung einen Steuereingang aufweist, welcher mit dem Ausgang eines Bewegungsdetektors verbunden ist und daß der Ausgang der Überblendschaltung an den Übertragungskanal angeschlossen ist.

5· System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeicjniet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung für bewege Bilder aus einer Schaltung zur Serie/Parallel-Wajadlung und zur Expansion, aus einer Halbbildverzögerungse>iirichtung (6) und aus einem Umschalter (8) besteht. ^

nachträglich
geändert

6. System nach^Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungskanal für ruhende Bilder von einer Expansionsschaiiung (5) gebildet ist.

7« System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Empfang der Signale eine Bildwiedergabeeinrichtung mit erhöhter Zeilenzahl vorgesehen ist, daß an den Eingang der Bildwiedergabeeinrichtung ein Überblender angeschlossen ist,

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dessen beiden Eingängen über je eine Signalverarbeitungs-^x schaltung die über den Ubertragungskanal geleiteten Signale zuführbar sind, daß zwischen den Ubertragungskanal und den Signalverarbeitungsschaltungen zwei Verzögerungseinrichtungen um Jeweils eine Halbbildperiode geschaltet sind, daß eine Signalverarbeitungseinrichtung für ruhende Bildvorlagen eine Schaltung zur Parallel/Serie-Wandlung und zur Kompression sowie einen planaren Tiefpaß und daß eine Signalverarbeitungsschaltung für bewegte Bildvorlagen eine Schaltung zur Kompression und einen planaren HaIbbildinterpolator umfaßt.

8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Fernsehstudios die Erzeugung und Verteilung der Bildsignale ohne das Zwischenzeilenverfahren erfolgt und daß am Studioausgang eine Wandlung zur Anpassung an das jeweilig angewandte Übertragungssystem erfolgt.

9- System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wandlung der Signale des Ubertragungssystems in Signale, welche für eine mit erhöhter Zeilenzahl arbeitenden Bildwiedergabevorrichtung geeignet sind, innerhalb von Gemeinschaftsantennenanlagen und/oder Kabelverteilernetzen vorgesehen ist.