DE3250044C2 - - Google Patents
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- H04N7/08—Systems for the simultaneous or sequential transmission of more than one television signal, e.g. additional information signals, the signals occupying wholly or partially the same frequency band, e.g. by time division
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildung eines
mit einem Hilfssignal kombinierten Videosignalgemisches gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Empfänger
für ein solches Videosignalgemisch gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 9, 13 oder 14.
Ein Farbfernsehsignalgemisch setzt sich üblicherweise aus
einer Helligkeitskomponente und zwei Farbkomponenten (I- und
Q-Signale) sowie Austast- und Zeilen- und Bildsynchronsignalen
zusammen, und für die Synchronisierung der für die Farbdemodulation
benötigten Farbträgerschwingung wird noch ein
Farbsynchronsignal in Form einiger Referenzschwingungen eingefügt.
Verwiesen sei diesbezüglich auf das Buch "Farbfernsehtechnik"
von Bodo Morgenstern, Teubner Verlag Stuttgart,
1977, Seiten 108 bis 131.
Aus der US 37 23 637 ist es darüber hinaus bekannt, die
Schwingungen des Farbsynchronsignals mit einem digitalcodierten
Signal zu überlagern, um zusätzliche Nachrichten zu übertragen.
Schließlich ist aus der DE-OS 18 08 439 eine Einrichtung
zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Farbbildsignalen
bekannt, bei welcher das vom Leuchtdichtesignal abgetrennte
Farbsignal auf eine niedrigere Frequenz umgesetzt wird, um
als sogenanntes Color-Under-Signal zusammen mit dem in ein
frequenzmoduliertes Signal umgewandelten Leuchtdichtesignal
aufgezeichnet zu werden. Hinzuaddiert wird ferner ein mit
einem Oszillator und nachgeschaltetem Teiler erzeugtes
Steuersignal, welches dazu dient, Phasenabweichungen des
wiedergegebenen modulierten Farbsignals zu verhindern, um
auch bei Standbild- oder Zeitlupenwiedergabe ein farbtreues
Bild zu erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zu schaffen, mit Hilfe deren sich eine Zusatzinformation in
das Videosignal unter Beibehaltung von dessen Kompatibilität
mit üblichen Empfängern einfügen läßt, wobei die Zusatzinformation
von für deren Auswertung eingerichteten Empfängern
verarbeitet werden kann, während die Videosignale ohne Auswertung
der Zusatzinformation von üblichen Empfängern wiedergegeben
werden können.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Lösungen sind
in den Kennzeichenteilen der Ansprüche 9, 13 und 14 angegeben.
Durch die Erfindung wird ein Fernsehsystem mit folgenden
Baueinheiten geschaffen:
ein Bildwandler, der eine Einrichtung zur Erzeugung von Signalen aufweist, welche die Leuchtdichte eines Bildes längs Abtastlinien eines vorbestimmten Bildabtastmusters darstellen,
eine Signalverarbeitungsschaltung für die Leuchtdichtesignale zur Erzeugung von Signalen, welche den Leuchtdichteunterschied zwischen vorbestimmten Paaren der Linien darstellen, und weiterer Leuchtdichte darstellender Signale, welche zusammen mit den Differenzsignalen die Wiedergabe der Leuchtdichtesignale des Linienpaares erlauben,
und eine Wiedergabeeinrichtung mit einer aufgrund der Differenzsignale und der weiteren Signale Leuchtdichtesignale des Linienpaares erzeugenden Einrichtung und mit einer Einrichtung zur Darstellung eines Bildes aufgrund dieser Leuchtdichtesignale.
ein Bildwandler, der eine Einrichtung zur Erzeugung von Signalen aufweist, welche die Leuchtdichte eines Bildes längs Abtastlinien eines vorbestimmten Bildabtastmusters darstellen,
eine Signalverarbeitungsschaltung für die Leuchtdichtesignale zur Erzeugung von Signalen, welche den Leuchtdichteunterschied zwischen vorbestimmten Paaren der Linien darstellen, und weiterer Leuchtdichte darstellender Signale, welche zusammen mit den Differenzsignalen die Wiedergabe der Leuchtdichtesignale des Linienpaares erlauben,
und eine Wiedergabeeinrichtung mit einer aufgrund der Differenzsignale und der weiteren Signale Leuchtdichtesignale des Linienpaares erzeugenden Einrichtung und mit einer Einrichtung zur Darstellung eines Bildes aufgrund dieser Leuchtdichtesignale.
Eine Ausführung gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung
bezieht sich auf ein Fernsehsystem, welches eine vergrößerte
Vertikalauflösung ergibt und mit Standard-Farbfernsehsystemen
wie dem NTSC- oder PAL-System kompatibel ist. Beim Standard-NTSC-Fernsehen
werden beispielsweise 525 Zeilen pro Vollbild
in Form zweier aufeinanderfolgender Halbbilder von jeweils
262 ½ Zeilen abgetastet. Die Zeilen jedes Halbbildes liegen
verschachtelt mit den Zeilen des vorangehenden und des nachfolgenden
Halbbildes, und das Auge integriert diese Halbbilder
zur Verringerung von Flimmererscheinungen. Jedoch
bleibt die Zeilenstruktur unter bestimmten Umständen noch
sichtbar, insbesondere ist sie auf großen Bildschirmen bei
relativ geringem Betrachtungsabstand sichtbar. Dieses Problem
ist noch gravierender bei übergroßen Bildern, wie sie von
Projektionsfernsehgeräten erzeugt werden. Die Sichtbarkeit
der Zeilenstruktur ist überraschend, wenn man bedenkt, daß
ein NTSC-Signalgemisch tatsächlich drei gleichzeitige Informationskanäle
(einen Leuchtdichtekanal und zwei Farbkanäle)
beinhaltet und daher etwa 1500 Zeilen pro Vollbild ergibt.
Diese Sichtbarkeit resultiert aus der Überlagerung der R-, G-
und B-Signale in Tripeln.
Die Erfindung ermöglicht es nun, die effektive Vertikalauflösung
in einer solchen Weise zu erhöhen, daß eine Kompatibilität
mit der derzeit üblichen Standard-Fernsehpraxis gewahrt
bleibt, so daß eine Sendung hochauflösender Signale
bereits jetzt schon beginnen kann und bei Benutzung eines
Empfängers gemäß der Erfindung Bilder mit verbesserter hoher
Auflösung wiedergegeben werden, ohne daß der Empfang mit derzeit
gebräuchlichen Standard-Fernsehempfängern nennenswert
beeinträchtigt würde.
Bei dieser Ausführungsform ist das vorbestimmte Abtastmuster
gemäß einem Aspekt der Erfindung so gewählt, daß einander
entsprechende erste Zeilen von Zeilenpaaren mit dem Abtastmuster
eines Standard-Fernsehsystems, wie PAL oder NTSC
sowohl räumlich wie auch zeitlich zusammenpassen. Die weiteren,
Leuchtdichte darstellenden Signale können mit farbdarstellenden
Signalen zu einem Standard-Videosignalgemisch
kombiniert werden. Vorzugsweise wird ein Teil des Frequenzspektrums
mindestens einer der Farbkomponenten des Signalgemisches
entfernt, und für diesen Teil wird das Differenzsignal
eingefügt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung
zur Bildung eines mit einem unabhängigen Signal
kombinierten Videosignalgemisches zur gleichzeitigen
Übertragung beider Signale vorgesehen, welche ein Filter
zur Entfernung eines Teils des Frequenzspektrums eines
Basisband-Farbsignals aus dem Farbsignal enthält, ferner
eine Einrichtung zum Einfügen des unabhängigen Signals
in den Teil des Frequenzspektrums des Farbsignals, und
eine Videosignalgemischbildungsschaltung, der ein Basisband-Leuchtdichtesignal
und das Farbsignal, in welches
das unabhängige Signal eingefügt ist, zugeführt wird und
welche daraus das Signalgemisch bildet. Vorzugsweise enthält
diese Vorrichtung weiterhin eine Einrichtung, welche
aus dem Leuchtdichtesignal ein Signal erzeugt, das dessen
Änderungsrate wiedergibt, und dieses Signal steuert die
soeben erwähnte Einfügungsschaltung, welche das unabhängige
Signal in das Farbsignal nur dann einfügt, wenn
die Änderungsrate einen voreingestellten Wert übersteigt.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Fernsehsystem
vorgesehen, welches eine Einrichtung zur Abtastung
eines Bildes nach einem vorbestimmten Abtastmuster enthält,
um eine elektrische Darstellung des Bildes zu liefern,
ferner ist eine Wiedergabevorrichtung für das Bild aufgrund
dieser elektrischen Darstellung gemäß einem entsprechenden
Abtastmuster vorgesehen, wobei jedes Abtastmuster aktive
Zeilen zur aktiven Bildübertragung aufweist, die sich
längs einer Zeilenabtastrichtung erstrecken und über eine
Halbbildabtastrichtung quer zur Zeilenabtastrichtung verteilt
sind, wobei jede aktive Zeile eine in Halbbildabtastrichtung
um die Zeilenabtastrichtung schwingende
Wellenform hat. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
gemäß diesem dritten Aspekt wird die Schwingung der Wellenform
der aktiven Zeilen des Musters, welche von der Wiedergabeeinrichtung
hervorgerufen wird, mit der Frequenz der
Abtasteinrichtung synchronisiert.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur Veranschaulichung
von deren Realisierung sei nun auf in den
beiliegenden Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele
verwiesen. Es zeigt
Fig. 1 und 2 durch ein Raster dargestellte Vertikal- bzw.
Horizontallinien,
Fig. 3 eine Veranschaulichung der optischen Teile einer
Farbkamera gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung,
Fig. 4 in weiteren Einzelheiten Kameravidicons und Schaltungen,
die einen Teil der Kamera gemäß Fig. 3 bilden,
Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Rasterlinienpaaren
zur Erläuterung eines Merkmales des erwähnten
einen Gesichtspunktes der Erfindung,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Teils einer
anderen Kamera gemäß dem erwähnten einen Aspekt der
Erfindung und gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung,
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Signalverarbeitungsschaltung
für die von der Kamera nach Fig. 6 erzeugten
Signale,
Fig. 8 ein System, bei welchem einem üblichen TV-Monitor
Signale zugeführt werden, die von der Anordnung nach
den Fig. 6 und 7 erzeugt worden sind, um hieraus Bilder
zu erzeugen,
Fig. 9 einen TV-Monitor, der sich gemäß dem einen und
weiteren Aspekten der Erfindung zur Verwendung bei der
Anordnung gemäß Fig. 8 für die Erzeugung verbesserter
Bilder aus den von der Anordnung gemäß den Fig. 6 und 7
erzeugten Signalen eignet,
Fig. 10 zeitliche Darstellungen von Kurvenformen und
Frequenzspektren zum besseren Verständnis bestimmter
Gesichtspunkte der Signalverschachtelung,
Fig. 11 ein Blockschaltbild eines Farbfernsehsystems
gemäß dem einen und einem weiteren Aspekt der Erfindung,
wobei hochauflösende Signale mit dem Farbsignalgemisch
verschachtelt sind,
Fig. 12 ein Blockschaltbild eines Farbfernsehwiedergabemonitors
für das in Fig. 11 dargestellte System zur Wiedergabe
von Bildern aufgrund eines Farbfernsehsignalgemisches
mit verschachtelten hochauflösenden Komponenten,
Fig. 13 Signalfrequenzspektren zur Erläuterung der Anordnung
gemäß Fig. 12,
Fig. 14 ein Blockschaltbild einer anderen Kameraausführung
gemäß dem erwähnten einen Aspekt der Erfindung,
Fig. 15 ein Zeitdiagramm zum besseren Verständnis der in
Fig. 14 dargestellten Kamera,
Fig. 16 ein Blockschaltbild eines Fernsehmonitors für die
in Fig. 14 dargestellte Kamera,
Fig. 17 ein Blockschaltbild eines Fernsehempfängers gemäß
dem einen und weiteren Aspekten der Erfindung,
Fig. 18 ein Blockschaltbild eines Fernsehsystems gemäß
einem weiteren Aspekt der Erfindung, wonach unabhängige
Signale über vierte und fünfte Signalkanäle innerhalb
einer Fernsehsignalgemisch-Verarbeitungsstrecke multiplexübertragen
werden, und
Fig. 19 einen Empfänger für in der Schaltung gemäß Fig. 18
erzeugte Signale.
Fig. 1 veranschaulicht einen Raster mit einem Seitenverhältnis
von drei Einheiten in der Höhe zu vier Einheiten
in der Breite. Dieses Raster wird in der üblichen Weise
durch (nicht dargestellte) aufeinanderfolgende Horizontalzeilen
abgetastet. Auf dem Raster werden abwechselnd
helle und dunkle Vertikallinien wiedergegeben. Diese
hellen und dunklen Linien stehen in Beziehung zur Frequenz
des verarbeiteten Signals. Die Horizontalabtastzeit
beträgt im NTSC-System 63,5 µs, von denen etwa 10 µs
für die Horizontalausstattung benutzt werden, so daß 53 µs
als Dauer für die aktive Zeilenabtastung übrigbleiben.
Die auf dem Raster in Fig. 1 gebildeten abwechselnden
hellen und dunklen Linien bedingen positiv und negativ
gerichtete Signalamplituden, deren Rate oder Frequenz
durch die relativen räumlichen Linienabstände bestimmt
sind. Die Leuchtdichtebandbreite des Fernsehsignals liegt
praktisch bei 3 MHz auf der Empfängerseite, und damit
kann das höchstfrequente Signal in diesem Frequenzband
einen vollen Zyklus (eine positive und eine negative
Amplitude der Leuchtdichte) in 1/3 µs durchlaufen. In 53 µs
(der Dauer des aktiven Teils einer Horizontalzeile) können
etwa 160 volle Zyklen auftreten. Diese 160 schwarzen und
160 weißen Linien können in einer horizontalen Zeile erscheinen
bei insgesamt 320 Fernsehzeilen einer vollständigen
horizontalen Abtastung. Gemäß der üblichen Fernsehpraxis
muß jedoch die Horizontalauflösung mit 3/4 multipliziert
werden, um die Standardauflösung zu bestimmen
(diejenige Auflösung, welche man erhielte, wenn das Raster
quadratisch wäre und seine Breite gleich seiner Höhe wäre).
Somit beträgt die Horizontalauflösung etwa 240 Fernsehzeilen
für 3-MHz-Bandbreite oder etwa 80 Fernsehzeilen pro
Megahertz. Unter Berücksichtigung dieses Kriteriums beträgt
die Auflösung einer Farbsignalkomponente mit 1,5-MHz-Bandbreite
in Horizontalrichtung etwa 120 Fernsehzeilen.
In Vertikalrichtung besteht jedes Halbbild aus mehr als
250 abgetasteten Zeilen, wie dies Fig. 2 veranschaulicht.
Die Farbauflösung in Vertikalrichtung ist besser als in
Horizontalrichtung, weil die Horizontalauflösung durch die
Farbkanalbandbreite auf etwa 120 Fernsehzeilen begrenzt ist,
während die vertikale Farbauflösung nicht durch die Kanalbandbreite
sondern durch die Anzahl von Horizontalzeilen
begrenzt ist, mit welchen das Bild in der Vertikalrichtung
abgetastet wird. Demzufolge ist die Farbauflösung in
Vertikalrichtung erheblich größer als die Farbauflösung
in Horizontalrichtung, und dennoch ist die Horizontalfarbauflösung
als adequat anzusehen. Andererseits ist die
Vertikalleuchtdichteauflösung nicht adequat, weil bei
großen Bildflächen eine Zeilenstruktur sichtbar ist.
Fig. 3 veranschaulicht eine Ausführungsform einer hochauflösenden
Kamera gemäß der Erfindung.
In Fig. 3 durchläuft Licht von einer als Pfeil 301 dargestellten
Szene eine als Block dargestellte Optik 302 und
trifft auf ein Farbaufspaltungsprisma 304. Hier läuft
grünes Licht bekannterweise gerade durch das Prisma und
durch eine weitere Optik 306, die benötigt wird zur Fokussierung
eines Bildes, das von einem halbversilberten
Spiegel 308 auf die Frontplatte einer Kameraröhre 12, etwa
in Form eines Vidicons, reflektiert wird und welches
andererseits direkt durch den Spiegel 308 auf die Frontplatte
eines Vidicons 10 läuft. Die roten Komponenten des
Lichtes von der Szene werden durch das Prisma 304 abgetrennt
und durch eine Optik 319 auf die Frontscheibe eines
Vidicons 310 durch einen halbversilberten Spiegel 311
fokussiert, und nach Reflexion von der Vorderfläche des
Spiegels 311 auf die Frontplatte eines Vidicons 312
fokussiert. Das blaue Licht wird ähnlich vom Prisma 304
abgespaltet und durch eine Optik 314 fokussiert, und ein
halbversilberter Spiegel 316 reflektiert ein Bild auf die
Frontplatte einer Kameraröhre 318 und überträgt ferner
ein Bild auf die Frontplatte einer Kameraröhre 320.
Fig. 4 zeigt in weiteren Einzelheiten die zu den Vidicons
10 und 12, welche für jedes Vidiconpaar stehen, gehörigen
Schaltungen. Gemäß Fig. 4 tasten zwei übereinstimmende
Vidicons oder Kameraröhren 10 und 12 Raster 14 bzw. 16
auf ihren photoempfindlichen Flächen unter Steuerung durch
eine Ablenktreiberschaltung 18 ab, welche Wechselströme
durch Ablenkwicklungen fließen läßt, die als Spulen 20
und 22 dargestellt sind. Auf Rastern 14, 16 werden mit
optischen Mitteln, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 3
beschrieben sind und einen halbversilberten Spiegel enthalten
können, identische Bilder erzeugt. Über Widerstände
24 und 26 wird den Targets der Röhren 10 bzw. 12 eine
Target-Betriebsspannung zugeführt. Von jedem Target wird
ein Signal einem Vorverstärker zugeführt. Von beiden
Kameraröhren würden identische Videosignale abgeleitet.
Gemäß Fig. 4 läßt man einen kleinen festen Strom in einem
Widerstand 28 fließen, der durch einen Kondensator 30 von
der Wicklung 20 ferngehalten wird und als Gleichstrom
durch die Wicklung 22 fließt. Dieser kleine Zusatzstrom
wird so gewählt, daß die Abtastlinien des Rasters 14
gegenüber den von der Röhre 12 auf dem Raster 16 abgetasteten
Rasterlinien leicht versetzt sind. Die Größe des
Stromes wird so gewählt, daß das Raster 14 um 1/4 des
Abstandes zwischen benachbarten Abtastlinien versetzt ist.
Fig. 5 zeigt die Lagen der von den Röhren 10 und 12 erzeugten
Abtastlinien gegenüber dem abgetasteten Bild.
Das abgetastete Bild sei zum Zwecke der Erläuterung hier
als das einzige Rechteck 500 angesehen, obgleich das
Bild tatsächlich auf zwei Frontscheiben erscheint und
nicht rechtwinklig sein muß. Die Abtastlinie 501 wird von
der Röhre 10 gleichzeitig mit der Abtastlinie 502 der
Röhre 12 erzeugt. Da die Abtastlinien gegenüber dem Bild
etwas unterschiedliche Positionen haben, können die bei
der Abtastung benachbarter Zeilen 501 und 502 erzeugten
Signale etwas voneinander abweichen, obgleich wegen der
räumlichen Nähe der Zeilen auf dem Bild die Videosignale
häufig übereinstimmen. Die Röhre 10 tastet dann die Linie
503 gleichzeitig mit der Abtastung der Linie 504 durch die
Röhre 12 ab. Der Abstand zwischen den Linien 502 und 503
wird so gewählt, daß bei dem nächsten Halbbild, welches
dem einen dargestellten Halbbild folgt, die Röhre 10 eine
Rasterlinie in der durch die gestrichelte Linie 506 veranschaulichten
Position und die Röhre 12 eine Rasterlinie
in der durch die gestrichelte Linie 408 gezeigten Position
abtasten kann, so daß über ein Vollbildintervall (zwei
Halbbilder) eine verschachtelte Abtastung erfolgt. Die
Röhren 10 und 12 setzen die Abtastung über die identischen
Bilder auf ihren photoempfindlichen Schirmen mit
leicht gegeneinander versetzten Zeilen fort, bis jede
262 ½ Zeilen abgetastet hat, und danach endet das Halbbild
und das nächste Halbbild beginnt. Insgesamt werden
525 Zeilen pro Halbbild und 1050 Zeilen pro Vollbild von
der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung abgetastet. Bei der
Vorrichtung gemäß Fig. 3 sind die Röhren 310, 10 und 320
so angeordnet, daß sie gemeinsam ein erstes Raster von
262 ½ Zeilen pro Halbbild über das Bild verteilt abtasten,
während alle die Röhren 312, 12 und 318 so angeordnet
sind, daß sie ein zweites Raster von 262 ½ Zeilen
pro Halbbild über das gesamte Bild abtasten und das
zweite Raster gegenüber dem ersten Raster um 1/4 des
Abstandes zwischen benachbarten Zeilen des ersten Rasters
versetzt ist. Damit tastet die gesamte Vorrichtung gemäß
Fig. 3 ebenfalls 1050 Zeilen pro Vollbild ab.
Der in Fig. 3 gezeigte Widerstand 28 und der Kondensator
30 können aus der Schaltung auch weggelassen werden, sofern
die auf den durchsichtigen Frontscheiben der Vidicons erzeugten
Bilder räumlich um ein kleines Stück gegeneinander
versetzt sind, so daß man mit identischen Rasterabtastungen
Videosignale von leicht unterschiedlichen Bildteilen
erhält, die um den erwähnten Betrag gegeneinander versetzt
sind.
Fig. 6 veranschaulicht eine andere Ausführungsform einer
Anordnung zur Erzeugung zweier gleichzeitiger Videosignale,
die etwas verschiedene Teile eines monochromatischen Bildes
darstellen. Die Anordnung gemäß Fig. 6 kann bei Verwendung
zusammen mit einem Farbaufspaltungsprisma zur Erzeugung
gleichzeitiger Signale R, G und B dreifach benutzt werden.
Gemäß Fig. 6 wird auf der Frontscheibe 602 eines Vidicons
600 ein Bild mit Hilfe einer nicht dargestellten Optik
fokussiert. Über Vertikal- und Horizontalablenkwicklungen,
die allgemein mit 604 bezeichnet sind und von geeigneten
Ablenkschaltungen angesteuert werden, wird der Elektronenstrahl
des Vidicons in einem Raster mit einer hohen
Horizontalfrequenz von beispielsweise 15,750 Hz und einer
niedrigeren Vertikalfrequenz von etwa 60 Hz rasterförmig
abgelenkt. Eine Hilfsablenkwicklung 606 ist mit einem
Wobbel-Takt-Generator 614 gekoppelt und so orientiert,
daß sie eine Vertikalablenkung des Elektronenstrahls
bewirkt. Der Wobbel-Generator 608 erzeugt ein Signal mit
einer Frequenz, die hoch (wesentlich höher als die höchste
Videofrequenz) gegenüber der Horizontalablenkfrequenz
ist und eine ausreichende Amplitude hat, um eine maximale
Vertikalablenkung von 1/4 des Zeilenabstandes zu bewirken.
Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 5 gesagt war,
wird damit eine verschachtelte Abtastung mit Zeilen des
vorhergehenden und des nachfolgenden Halbbildes möglich.
Die von der Hilfswicklung bewirkte Vertikalablenkung ist
auf der Frontscheibe der Bildröhre 600 durch die gestrichelten
Linien 257 und 257a veranschaulicht. Damit
folgt jede Abtastlinie einem sinusförmigen Weg über das
Raster. Die oberen Amplituden jedes Weges sind mit der
Zeilennummer (beispielsweise L1, L2 usw.) bezeichnet,
und die unteren Amplituden jedes Weges sind mit der
Zeilennummer und dem Zusatz "A" bezeichnet. Das Videosignal
wird während der Abtastung kontinuierlich am
Target-Kontakt 604 erzeugt und den Synchrondetektoren
606 und 608 zugeführt.
Die Synchrondetektoren 606 und 608 können als durch einen
Taktsignalgenerator gesteuerte mechanische Schalter gedacht
werden. Das dem Detektor 608 zugeführte Wobbel-Taktsignal
ist gegenphasig, so daß die beiden Schalter
abwechselnd schließen. Der Schalter des Detektors 606
schließt während der nach oben gerichteten Amplitude
des sinusförmig abgelenkten Abtastweges, während der
Schalter des Detektors 608 während der nach unten gerichteten
Amplitude dieses sinusförmigen Weges schließt.
Das am Target 604 während der aufwärtsgerichteten Amplituden
auftretende Videosignal erscheint am Ausgang des
Schalters des Detektors 606, und das während der abwärtsgerichteten
Amplituden auftretende Videosignal erscheint
am Ausgang des Schalters des Detektors 608. Das Schaltsignal
wird durch Tiefpaßfilter 610 und 612 gefiltert,
so daß gefilterte Signale L1, L2, L3 . . . bzw. L1A, L2A,
L3A . . . an den Ausgangsanschlüssen 614 bzw. 616 entstehen.
Somit sind gleichzeitige Informationszeilen verfügbar,
welche Abtastungen des Bildes darstellen und um 1/4 des
Zeilenabstandes gegeneinander versetzt sind. Diese gleichzeitigen
Zeilen L1, L1A; L2, L2A . . . entsprechen den Zeilen
501, 502; 503, 504 . . ., die in Fig. 5 dargestellt sind,
und die gefilterten Videosignale an den Ausgangsanschlüssen
614 und 616 unterscheiden sich von denjenigen, welche die
Anordnung gemäß Fig. 4 erzeugt hat.
Fig. 7 zeigt eine Schaltung, welche vom Videosignal aus
zwei gleichzeitig auftretenden Horizontalabtastlinien,
die durch einen kleinen Vertikalabstand voneinander getrennt
sind, jedoch erzeugt werden können, ein Signal
ableiten, welches die Summe s oder den Mittelwert zweier
benachbarter Abtastzeilen und eines weiteren Signals Δ,
das die Differenz darstellt, repräsentiert. Gemäß Fig. 7
kann der Eingangsanschluß 702 beispielsweise an den Anschluß
614 der Schaltung nach Fig. 6 angeschlossen werden
und von dort ein Videosignal von einer Abtastzeile erhalten,
während der Anschluß 704 mit dem Anschluß 616 verbunden
werden kann und von dort ein Videosignal einer
benachbarten Abtastzeile erhält. Der Anschluß 702 ist mit
den nichtinvertierenden Eingängen eines Addierers 706
und einer Subtrahierschaltung 708 verbunden. Der Anschluß
704 ist mit einem anderen nichtinvertierenden Eingang des
Addierers 706 und einem invertierenden Eingang der Subtrahierschaltung
708 verbunden. Der Ausgang des Addierers
706 liefert ein Signal von etwa der doppelten Amplitude
jedes Eingangssignals, und daher wird eine durch zwei
teilende Dämpfungsschaltung 710 an den Ausgang angeschlossen,
um das Ausgangssignal des Addierers 706 zu
normalisieren, so daß am Ausgangsanschluß 712 der
Dämpfungsschaltung ein Mittelwertsignal S entsteht, welches
im wesentlichen äquivalent zu dem Signal ist, das
von einer einzigen Abtastzeile abgeleitet würde, die
räumlich zwischen den Zeilen L1, L1A; L2, L2A, . . . läge.
Die Subtrahierschaltung 708 substrahiert die Werte der
beiden Signale und erzeugt am Anschluß 714 ein Differenzsignal
Δ, welches nur die Hochfrequenz-Vertikalauflösung
darstellt.
Wenn beispielsweise die Zeilen L1 und L1A identisch sind,
dann erzeugt die Subtrahierschaltung 708 kein Ausgangssignal.
Das bedeutet, daß keine Signaländerung zwischen
den Zeilen L1 und L1A stattgefunden hat und daß die verfügbare
Vertikalauflösung nicht benötigt wird. Ähnlich
bedeutet das Vorhandensein eines Differenzsignals Δ am
Ausgang der Subtrahierschaltung 708, daß die Auflösung
durch einen Vertikalübergang irgendwo zwischen den Zeilenpaaren
ausgenutzt wird. Das so erzeugte Mittelwertsignal
S ist völlig äquivalent dem Signal, welches von einer
dieselbe Szene aufnehmenden üblichen monochromen Kamera
erzeugt wird.
Die Anordnung nach den gemeinsam betrachteten Fig. 6 und 7
unterscheidet sich von der Anordnung einer Vertikalapertur
Korrekturschaltung insofern, als die Summen- und Differenzsignale
von unabhängigen Zeilenpaaren (also L1, L1A;
L2, L2A . . .) abgeleitet werden, während bei einer Aperturkorrektur
die Zeilen in aufeinanderfolgenden Paaren einschließlich
einer zuvor verarbeiteten Zeile (L1, L1A;
L1A, L2; L2, L2A . . .) verarbeitet werden.
Fig. 8 zeigt ein Farbfernsehsystem, bei welchem einer üblichen
Widergabeeinheit mit 525 Zeilen pro Vollbild die
von der Schaltung gemäß Fig. 6 erzeugten Signale zugeführt
werden. Gemäß Fig. 8 durchläuft Licht von einem nicht dargestellten
Objekt die Optik 800 an der linken Seite der
Figur und wird mit Hilfe eines Farbaufspaltungsprismas 802
in rote, grüne und blaue Komponente aufgespalten. Die rote
und die blaue Komponente fallen auf die Frontscheiben üblicher
Einzelvidicons 806 bzw. 808, die ihrerseits Rot- und
Blau-Signale mit 525 Zeilen pro Vollbild erzeugen. Das
Grünlicht vom Prisma 802 fällt auf die Frontscheibe eines
Vidicons 600, das in der im Zusammenhang mit Fig. 6 erläuterten
Weise betrieben wird, wobei eine Hilfsablenkwicklung
606 durch einen Taktsignalgenerator 614 gespeist
wird, so daß ein Videosignal entsteht, welches einer Synchrondemodulator-
und Verarbeitungsschaltung 618 einer
Signalverarbeitungsschaltung 861 zur Demodulation in
Signale L1, L2, L3 . . . auf einer Ausgangsleitung und Signale
L1A, L2A, L3A . . . auf einer anderen Ausgangsleitung
zugeführt wird. Die demodulierten Ausgangssignale werden
einer Summierungs- und Differenzbildungsschaltung 700 der
Signalverarbeitungsschaltung 861 zur Erzeugung eines
Grün-Summensignals GS und eines Grün-Differenzsignals GΔ
zugeführt werden. Das Grün-Summensignal GS und die Rot- und
Blau-Signale gelangen zu einer Matrix 812. Das Grün-
Summensignal ist äquivalent dem Grün-Signal, welches von
einem in üblicher Weise betriebenen Vidicon erzeugt wird,
und daher liefert die Matrix 812 ein Leuchtdichte-Summensignal
YS, welches einem Eingangsanschluß eines Addierers
814 zugeführt wird, und außerdem erzeugt sie Farbsignale
I und Q, welches in bekannter Weise einem Quadratur-Modulator
816 zur Amplitudenmodulation der Farbsignale mit
90°-Phasenverschiebung auf einem vom Generator 818 gelieferten
Farbträger zugeführt werden. Die modulierte
Farbinformation wird einem zweiten Eingang des Addierers
814 zur Bildung eines Videosignal-Summengemisches YS+C
zugeführt.
Die Taktsignale vom Generator 614 werden einem Synchron-
und Austastsignalgenerator 616 zugeführt, der normgemäße
Synchron- und Austastsignale erzeugt, die einer als Block
dargestellten Schaltung 818 zur Steuerung der Einfügung
geeigneter Synchron- und Austastspannungen in das Videosignal-Summengemisch
zugeführt werden. Am Ausgang der
Schaltung 818 steht ein vollständiges Farbvideosignalgemisch
zur Verfügung, welches einem üblichen Farbmonitor
820 zur Verwendung in üblicher Weise zugeführt werden
kann. Es sei darauf hingewiesen, daß das von der Signalverarbeitungsschaltung
618 erzeugte Signal Δ für diesen
normalen Betrieb nicht nötig wäre. Selbst wenn das Signal
Δ auf den Farbmonitor 820 gegeben würde, etwa durch eine
als gestrichelte Linie gezeichnete Leitung 822, würde
also der Monitor 820, der ja keine Vorkehrung zur Verarbeitung
der zusätzlichen Information hat, diese einfach
ignorieren und in üblicher Weise ein Signal mit normaler
Auflösung erzeugen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann ein Farbmonitor,
der in einem System betrieben wird, wie es Fig. 8 darstellt,
so abgewandelt werden, daß er das Differenzsignal
GΔ zur Erzeugung eines hochauflösenden Signals benutzt.
Gemäß Fig. 9 werden einem Monitor ein Farbfernsehsignalgemisch
an einem Eingangsanschluß 900 und von den Grün
dargestellten Videosignalen abgeleitete Differenzsignale
GΔ an einem Eingangsanschluß 902 zugeführt. Das Signalgemisch
gelangt zu einer Synchronsignaltrennschaltung 904,
welche Vertikal- und Horizontalsynchronsignale ableitet.
Die Horizontalsynchronsignale werden einer Phasenvergleichsschaltung
906 zusammen mit Horizontaloszillatorsignalen
zugeführt, welche von einem Horizontaloszillator
908 einer Phasensynchronisierschleife (PLL) 910 mit einem
Schleifenfilter 912 stammen. Die Phasensynchronisierschleife
910 synchronisiert die horizontalfrequenten
Signale vom Oszillator 908 auf die vom Videosignalgemisch
abgeleiteten Horizontalsynchronsignale. Ein vertikalfrequentes
Signal wird von einem Vertikalablenkteil einer
Ablenkschaltung 916 erzeugt, der zu diesem Zweck Vertikalsignale
von einem Vertikal-Abwärtszähler 914 zugeführt
werden, der seinerseits durch horizontalfrequente Signale
vom Oszillator 908 angesteuert wird, der mit der Horizontalfrequenz
synchron läuft (die Vertikalablenkfrequenz
betrage in diesem Beispiel 60 Hz). Das abgetrennte Vertikalsynchronsignal
wird dem Zähler 914 zur Phasensynchronisierung
des vertikalfrequenten Signales zugeführt, welches
zur Ablenkschaltung 916 gelangt. Die Ablenkschaltung 916
für Vertikal- und Horizontalablenkung ist in bekannter
Weise über ein nicht dargestelltes Ablenkjoch mit einer
Bildhöhe 921 verbunden.
Ein Wobbel-Takt-Generator 924 liegt in einer PLL-Schleife
918, die eine mit dem Horizontaloszillator 908 gekoppelte
Phasenvergleichsschaltung 920 enthält und Regelsignale
erzeugt, die durch ein Schleifenfilter 922 gefiltert werden.
Die PLL-Schleife 918 enthält auch einen Frequenzteiler
926, um die Wobbel-Taktfrequenz in den Bereich der
Horizontaloszillatorfrequenz herunterzuteilen, so daß die
Wobbel-Taktfrequenz auf ein Vielfaches der Horizontaloszillatorfrequenz
synchronisiert ist. Das Wobbel-Taktsignal
wird einer Hilfsablenkwicklung 928 zugeführt, die
mit der Bildröhre 921 gekoppelt ist und eine geringfügige
Vertikalablenkung bewirkt, wie es im Zusammenhang mit
Fig. 6 bereits beschrieben worden ist. Das Wobbel-Taktsignal
wird ferner einem Synchrondemodulator 938 zugeführt
zur Steuerung des Betriebs eines Synchronschalters
940. Es sei darauf hingewiesen, daß der Wobbel-Takt-
Generator 924 nicht auf die Horizontaloszillatorfrequenz
synchronisiert zu sein braucht und keine besondere Beziehung
die Phasenlage des Synchrondemodulators und die
Polarität der durch den Monitor-Wobbel-Takt verursachten
Abtastabweichung bei der Herstellung des Monitors richtig
eingestellt sind, ist keine weitere Synchronisation mehr
notwendig. Um jedoch die Sichbarkeit von Überlagerungen
zu verringern, welche zwischen Verzerrungen niedrigen
Pegels, die durch die Synchronmodulatoren und Demodulatoren
eingeführt worden sind, auftreten können, kann es
von Vorteil sein, den empfängerseitigen Wobbel-Takt mit
dem senderseitigen Wobbel-Takt zu synchronisieren, indem
die Empfänger-Wobbel-Frequenz in Beziehung zu der Horizontaloszillatorfrequenz
gesetzt wird, wie dies in Fig. 9
der Fall ist, oder in ähnlicher Weise die Wobbel-Taktquelle
auf andere Systemfrequenzen, wie etwa die Farbträgerfrequenz,
zu synchronisieren.
Das Farbfernsehsignalgemisch, von welchem die Synchronsignale
abgetrennt worden sind, wird einem bekannten
Trennfilter 930 zur Trennung der Leuchtdichteinformation
von der Farbinformation zugeführt. Die Farbinformation
wird über eine übliche Farbsignalverarbeitungsschaltung
931 dem Eingang einer Videotreiberschaltung 932 zugeführt,
deren Ausgangssignal an die Steuerelektroden der Bildröhre
921 gekoppelt wird. Die Leuchtdichteinformation wird den
nichtinvertierenden Eingängen einer Summierschaltung 934
und einer Subtrahierschaltung 936 eines Synchrondemodulators
938 zugeführt. Das Differenzsignal GΔ, welches
am Ausgang des Modulators 618 nach Fig. 8 erzeugt wird,
gelangt über den Anschluß 902 zum nichtinvertierenden
Eingang der Summierschaltung 934 und zum invertierenden
Eingang der Subtrahierschaltung 936. Am Ausgang der
Summierschaltung 934 entsteht die Summe zweier Videosignale,
nämlich 2L1/2L2 . . . Dieses Signal hat den zweifachen
Wert der gewünschten Amplitude und wird daher verringert,
indem es auch eine Dämpfungsschaltung 935 geführt
wird, wo es auf das ursprüngliche Grün-Signal L1/L2
. . . zurückgeführt wird, welches zu einem Kontakt eines
einpoligen Umschalters 940 gelangt, welcher durch die
Wobbel-Taktfrequenz gesteuert wird. Das Signal GΔ wird
von der Subtrahierschaltung geliefert und einem anderen
Anschluß des Schalters 940 zugeführt. Das Signal am Ausgang
des Schalters 940 ist eine Wiederbildung des Signals
YS, welches von den Signalen R, GS und B abgeleitet ist,
die ursprünglich von den Vidicons 806 und 808 und vom
Vidicon 600 in seiner Sinusform abgetastet worden sind.
Da das Leuchtdichtesignal hauptsächlich aus Grün-Information
anstatt aus Rot- oder Blau-Information besteht,
stimmt das Signal GΔ, mit dem YS modifiziert wird, sehr
eng mit dem theoretischen korrekten Signal YS überein.
Dieses wiedergebildete Signal YS wird einer weiteren
Leuchtdichtesignal-Verarbeitungsschaltung 942 zugeführt
und gelangt dann zum zweiten Eingang der Videotreiberschaltung
932, wo es mit dem Farbsignal vom Filter 930
zu einem von der Bildröhre 921 wiederzugebenden Signal
matriziert wird.
Im Betrieb bildet der hochauflösende Monitor der Schaltung
nach Fig. 9 das hochaufgelöste Signal neu aus dem
vom Signal YS abgeleiteten Farbfernsehsignalgemisch zusammen
mit dem von einem separaten Kanal erzeugten Signal
Δ in Form eines Signals mit 525 Zeilen pro Halbbild und
1050 Zeilen pro Vollbild.
Soweit bisher beschrieben, erfordert das hochauflösende
System vier unabhängige Eingangskanäle; die Leuchtdichte-,
Synchron- und Austastsignale im Basisband bilden einen
ersten Kanal; ein frequenzmäßig mit dem Leuchtdichtesignal
verschachteltes Signal I stellt einen zweiten Kanal dar;
das ebenfalls mit dem Leuchtdichtesignal verschachtelte,
aber um 90° gegenüber dem Signal I verschobene Signal Q
stellt einen dritten Kanal dar; und das Differenzsignal
auf einer getrennten Leitung bildet den vierten Kanal.
Eine solche Anordnung kann zwar in einem Studio absolut
zufriedenstellen, jedoch ist der Extraleiter, welcher
das Differenzsignal führt, für normale Rundfunkverwendung
für den Empfang durch viele Standard-NTSC-Fernsehempfänger
ungeeignet. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung
wird das Differenzsignal in einen Teil des Farbsignals
eingefügt (Multiplexsystem). Üblicherweise tritt ein
Farbübergang zugleich mit einem Leuchtdichteübergang
auf. Subjektiv ist die Leuchtdichtekomponente eines
solchen Übergangs wichtiger als die Farbkomponente. Daher
sind einige Farbfehler bei plötzlichen Leuchtdichteänderungen
tolerierbar. Dieser subjektive Effekt kann
vorteilhafterweise dazu ausgenutzt werden, einen vierten
Kanal innerhalb eines üblichen dreikanaligen Farbfernsehsignalgemisches,
wie etwa bei einem NTSC- oder PAL-Signal,
zu bilden, durch welchen das Leuchtdichte-Differenzsignal
in kompatibler Weise übertragen werden kann.
Fig. 10a veranschaulicht im Zeitbereich ein Basisband-Leuchtdichtesignal
1000, das sich wiederholende Informationszeilen
darstellt, welche Horizontalaustastintervalle
T0-T1, T2-T3 enthalten. Das Signal 1000 kann auch
ein Basisband-Farbdifferenzsignal anstatt eines Leuchtdichtesignals
sein. Während des aktiven Zeilenintervalls
tritt ein sinusförmiges Signal 1001 auf, welches von
Zeile zu Zeile gleichphasig ist. Das dargestellte Signal
hat während des aktiven Teils einer Zeile fünf vollständige
Sinuszyklen und würde zu einer Rasterdarstellung
von fünf schwarzen Vertikallinien mit fünf dazwischenliegenden
weißen Vertikallinien führen (im Falle von
Farbdifferenzsignalen zu fünf Vertikalmustern abwechselnder
oder unterschiedlicher Farbe). Die Frequenz NfH einer
solchen Sinusschwingung betrüge näherungsweise 2 MHz.
Fig. 10b veranschaulicht die spektrale Zusammensetzung
des Videosignals 1000. Das Spektrum enthält eine einzige
Hauptspektrallinie 1002 bei der Frequenz NfH zusammen
mit kleineren Seitenfrequenzen (N-1) fH und (N+1) fH bei
15-kHz-Intervallen von fH. Fig. 10c zeigt eine Videoschwingung
1004 ähnlich dem Signal 1000, bei welchem
die Sinusschwingung von Zeile zu Zeile gegenphasig ist.
Dies ist im Effekt ein unterdrücktes Trägersignal, bei
welchem der Träger der Frequenz NfH unterdrückt ist, wie
es die gestrichelte Linie in Fig. 10d andeutet, und die
spektrale Energie erscheint in Form von 15-kHz-Seitenbändern.
Wenn die Kamera ein vertikales Muster wie etwa
einen Staketenzaun sieht und ein Zoom-Objektiv benutzt
wird, um die Anzahl von Zyklen im abgebildeten Muster
zu verändern, dann ändert sich die Anzahl der Staketen
in dem Muster kontinuierlich von einer ganzen Zahl zur
nächsten, jedoch ändert die spektrale Energie ihre Frequenz
nicht allmählich mit den Änderungen der Anzahl von
Zyklen in dem periodischen Muster. Vielmehr erscheint
die Energie wegen der periodischen Abtastung mit der
Horizontalfrequenz nur bei Vielfachen der Horizontalfrequenz,
wobei die Energie an einer Spektrallinie abnimmt
und an einer anderen zunimmt, wenn die Anzahl
der Zyklen in dem periodischen Muster verändert wird.
Fig. 10e zeigt eine Spektrallinie 1008, die bei einem
Rastermuster auftritt, welches in der Vertikalrichtung
aus abwechselnden hellen und dunklen Horizontallinien
besteht. Wenn die Linienzahl im Raster zunimmt, dann bewegt
sich die Spektrallinie 1008 nach rechts in eine
Position, die einer höheren Frequenz entspricht. Wegen
der horizontalfrequenten Abtastung des Rasters erscheint
die Spektrallinie 1008 in Form von Seitenbändern horizontalfrequenter
Träger. Die Spektrallinien 1010 und
1012 sind daher das obere bzw. untere Seitenband von
fH entsprechend der Spektrallinie 1008. Wie man sieht,
ist das hochauflösende (hochfrequente) Vertikalrichtungssignal
um Vielfache der halben Zeilenfrequenz konzentriert,
also zwischen Vielfachen der Zeilenfrequenz eingelagert,
wie die in Fig. 10f veranschaulichten Bereiche VH zeigen.
Normale Bilder bestehen nicht nur aus vertikalen oder
horizontalen Mustern. Daher enthalten sie Signale bei
vielen Frequenzen, die aus den vertikalen und horizontalen
Eigentümlichkeiten der aufgenommenen Szene herrühren.
Fig. 10f zeigt ebenso das übliche spektrale
Energiemuster eines Durchschnittsbildes.
Es wurde bereits gesagt, daß die vertikale Farbauflösung
in einem üblichen NTSC-Bild größer als die horizontale
Farbauflösung ist. Daher hat man in Vertikalrichtung einen
Überschuß an Farbauflösung, der für die Wiedergabe eines
akzeptablen Bildes nicht notwendig ist. Gemäß der Erfindung
wird nun diese überschüssige Vertikalauflösung aus
dem Farbsignal herausgenommen, und der damit freigewordene
Bereich im Spektrum wird für einen vierten Kanal benutzt,
durch welchen das hochauflösende, auf die Leuchtdichte
bezogene Signal übertragen werden kann. Die überschüssige
Vertikalfarbauflösung wird durch Signalentfernung aus dem
Bereich VH in Fig. 10f entfernt.
Fig. 11 zeigt als Blockschaltbild eine Anordnung gemäß
der Erfindung zur Schaffung eines vierten Kanals innerhalb
eines NTSC-Signalverarbeitungskanals, durch welchen unabhängig
Information übertragen werden kann. Bei der dargestellten
Ausführung ist die zusätzliche Information das
hochauflösende, in Beziehung zur Leuchtdichte stehende
Differenzsignal GΔ, welches von aufeinanderfolgenden
grünen Zeilen abgeleitet ist. Die in Fig. 11 gezeigte
Anordnung ist grundsätzlich ähnlich derjenigen nach Fig. 8,
und entsprechende Elemente sind mit denselben Bezugsziffern
bezeichnet. Das Signal YS von der Matrix 812 in
der Mitte der Fig. 11 wird einer Summierschaltung 814
über eine zusätzliche Verzögerungsschaltung 1102 zugeführt,
damit das Signal YS bei der Summierschaltung 814
gleichzeitig mit dem modulierten Farbsignal eintrifft.
Ähnlich wird das Signal Q von der Matrix 812 einem Modulator
1104 des Quadratur-Modulators 816 (rechts unten in
der Figur) über ein übliches 0,5-MHz-Tiefpaßfilter 1106
und eine Verzögerungsschaltung 1108 zugeführt. Letztere
ist so bemessen, daß das modulierte Signal Q bei der
Summierschaltung 1110 (ein Teil des Quadratur-Modulators
816) gleichzeitig mit dem modulierten Signal I eintrifft.
Das von der Matrix 812 in üblicher Weise aus den Signalen
R, GS und B abgeleitete Signal I wird unmittelbar einem
Eingang einer Summierschaltung 1114 und über eine 1H-Verzögerungsschaltung
1116 einem anderen Eingang der
Summierschaltung 1114 zugeführt. Die Summierschaltung 1114
und die Verzögerungsschaltung 1116 bilden zusammen ein
Kammfilter 1112. Die Kennlinie dieses Kammfilters 1112
ist in Fig. 10g durch die ausgezogene Linie 1014 veranschaulicht.
Man sieht, daß die Kennlinie 1014 bei der
Frequenz Null ein Maximum hat, so daß das Filter 1112
ein Tiefpaß-Kammfilter ist. Nullstellen treten in der
Kennlinie 1014 bei Frequenzen entsprechend dem Frequenzbereich
VH auf, der in Fig. 10f veranschaulicht ist, und
innerhalb dieses Frequenzbereiches liegen die vertikal
hochauflösenden Signale. Demzufolge hat das vom Filter
1112 kommende Signal I einen Spektralgehalt, der allgemein
demjenigen nach Fig. 10h ähnlich ist und auch demjenigen
nach Fig. 10f sehr ähnlich ist, wie man sieht, mit Ausnahme
der Dämpfung- oder völligen Entfernung der hochfrequenten
Teile. Das Filter 1116 schneidet somit aus
dem Signal I einen hochauflösenden Teil aus, der in ein
anderes Signal eingefügt werden kann.
Das Differenzsignal GΔ wird einem Eingang einer Subtrahierschaltung
1118 unmittelbar und über eine 1H-Verzögerungsschaltung
1120 einem zweiten Eingang der Subtrahierschaltung
1118 zugeführt. Die Subtrahierschaltung 1118 bildet
zusammen mit der Verzögerungsschaltung 1120 ein Hochpaß-Kammfilter
1122 mit einer Übertragungscharakteristik,
die ähnlich der in Fig. 10g gestrichelten Linie 1016 ist.
Infolge dieser Kennlinie können Signale GΔ das Filter
1122 durchlaufen, wenn sie innerhalb des Frequenzbereiches
der vom Filter 1112 aus dem Signal I entfernten Signale
liegen, dagegen werden Signale GΔ gesperrt, wenn sie im
Frequenzbereich der das Filter 1112 durchlaufenden Signale
I liegen.
Das tiefpaßgefilterte Signal I und das hochpaßgefilterte
Signal GΔ werden den Eingängen einer Summierschaltung
1124 zugeführt, wo sie frequenzmäßig miteinander verschachtelt
werden. Das Signal GΔ tritt nur auf, wenn im
Signal G ein Übergang von einer Horizontalzeile zur
nächsten erscheint, wie bereits gesagt wurde. Vertikale
Farbübergänge sind sehr häufig von Leuchtdichteübergängen
begleitet, und das Signal G ist der Hauptbestandteil des
Leuchtdichtesignals. Daher tritt das zum Signal I hinzuaddierte
Signal GΔ am häufigsten nur im Bereich eines
schnellen Vertikalfarbübergangs auf. Wenn das Signal GΔ
im Signal I vorhanden ist, kann es die Farbbildung bei
üblicher Wiedergabe beeinträchtigen, da jedoch das Signal
GΔ seinen maximalen Wert bei den schnellsten Farbübergängen
hat, hat es seine stärkste Wirkung nur dann, wenn
es am wenigsten sichtbar ist.
Die kombinierten Signale I und GΔ werden von der Summierungsschaltung
1124 über ein übliches 1,5-MHz-Tiefpaßfilter
1128, wie es üblicherweise zur Begrenzung der
Bandbreite des Signals I benutzt wird, zu einem Modulator
1126 gekoppelt. Die Modulatoren 1104 und 1126 erhalten
gegeneinander phasenverschobene Signale von einem Farbträgergenerator
818, und auf diese Signale moduliert
jeder Modulator seine Eingangssignale in Amplitudenmodulation,
und die dabei entstehenden, um 90° gegeneinander
phasenverschobenen modulierten Signale Q und I, die mit
dem Signal GΔ verschachtelt sind, werden in der Summierschaltung
1110 summiert, von der sie zu einem Addierer 812
zur Addition mit dem Signal YS gelangen. Natürlich hat man
den höchsten Nutzen des so gebildeten Farbfernseh-Summensignalgemisches,
welches das erwähnte Differenzsignal enthält,
nur bei einem Wiedergabe-Monitor, welcher das Differenzsignal
Δ aus dem Signal I herauslösen kann.
Fig. 12 zeigt einen Teil eines Monitors, der sich zum
Herauslösen des Differenzsignals Δ aus dem Signal I
eignet. Fig. 12 ist generell ähnlich der Fig. 9, und entsprechende
Elemente sind mit entsprechenden Bezugsziffern,
jedoch mit vorgesetzter Neun bezeichnet.
Bei der Schaltung nach Fig. 12 wird ein Farbfernsehsignalgemisch,
in dessen I-Kanal ein Differenzsignal eingefügt
ist, wie es im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben wurde,
am Anschluß 900 einer Synchronsignaltrennschaltung 904
zugeführt, welche Vertikal- und Horizontalsynchronsignale
trennt. Das Spektrum des Signalgemisches ist in vereinfachter
Form in Fig. 13a dargestellt, in welcher die
ausgezogenen Linien das Signal Y und die gestrichelten
Linien die modulierten Farbsignale mit einer Lage des
Differenzsignals gemäß dem Symbol Δ darstellen. Wie man
sieht, erscheint das Farbsignal im allgemeinen nahe bei
der Frequenz des Signals Y. Die von der Trennschaltung
904 abgetrennten Horizontalsynchronsignale werden einem
Horizontaloszillator 910 zur Erzeugung einer Horizontalsynchronschwingung
zugeführt, welche einem Wobbel-Takt-Generator
918 und außerdem zusammen mit den abgetrennten
Vertikalsynchronsignalen einer Ablenkschaltung 9160 zugeführt
werden. Der Wobbel-Generator 918 erzeugt Wobbel-Signale
für eine Hilfsablenkspule 928 der Bildröhre 921,
so daß bei jeder Ablenkzeile eine kleine vertikale Auslenkung
erfolgt, wie es im Zusammenhang mit Fig. 6 bereits
beschrieben wurde. Die Wobbel-Signale gelangen
auch zu einem Wobbel-Modulator 938 zur Steuerung des
(in Fig. 12 nicht gezeigt) Synchronschalters, durch
welchen das Signal YS mit der Wobbel-Frequenz umgeschaltet
wird, so daß zwei Videozeilen für eine Darstellung
mit hoher Auflösung entstehen. Das Videosignalgemisch,
aus welchem die Synchronsignale abgetrennt sind, wird
von der Synchronsignaltrennschaltung 904 einem Leuchtdichte-
und Farbsignale trennenden Filter 930 und einer
Farbsynchronsignalabtrennschaltung mit Oszillator 9311
zugeführt. Diese Schaltung 9311 tastet das Farbsynchronsignal
in bekannter Weise ab und erzeugt zwei um 90°
phasenverschobene Trägersignale, welche dem Q-Demodulator
9312 und dem I-Modulator 9315 zugeführt werden.
Das zum Trennfilter 930 gelangte Videosignalgemisch wird
dort auf ein Leuchtdichtefilter 9301 gegeben, dessen
Filterkennlinie komplementär zur derjenigen des Farbfilters
9304 verläuft. Das Leuchtdichtefilter 9301 enthält
eine 1H-Verzögerungsschaltung 9302 und eine Summierschaltung
9303, so daß eine Durchlaßkennlinie ähnlich der
Kennlinie 1004 in Fig. 10g entsteht, während das Farbfilter
9304 eine 1H-Verzögerungsschaltung 9305 und eine
Subtrahierschaltung 9306 enthält, welche die komplementäre
Kennlinie 1016 ergeben. Das Leuchtdichte-Ausgangssignal
des Filters 9301, welches in Fig. 13b gezeigt ist, wird
dem Y-Eingang des Wobbel-Modulators 938 über eine Verzögerungsschaltung
9420 und einem Addierer 1210 zugeführt.
Das abgetrennte Y-Signal enthält ein Restsignal Δ, welches
bei Frequenzen nahe den Maxima der Kennlinie des Filters
9301 auftritt. Die Verzögerungsschaltung 9420 verzögert
das dem Modulator 938 zugeführte Signal Y, so daß es
gleichzeitig mit dem entsprechenden Signal Δ eintrifft.
Am Ausgang des Filters 9304 liegt das Farbsignal C zuzüglich
dem Differenzsignal C+Δ in der Form der Signale
I+Δ und Q vor, welche mit 90°-Phasenverschiebung auf einen
unterdrückten (Farb)träger moduliert sind. Das abgetrennte
Farbsignal (Fig. 13c) enthält Reste des Signals Y, wie
die kleinen Buchstaben Y bei den Haupt-Y-Frequenzen andeuten.
Das abgetrennte Signal C+Δ enthält Signale Δ
innerhalb der oberen Frequenzbereiche der Farbsignalseitenbänder.
Das Signal C+Δ wird einem zweiten Eingang des
Q-Demodulators 9312 für die Demodulation zugeführt, und
das resultierende Basisbandsignal Q gelangt durch ein
Tiefpaß-Q-Filter 9313 und eine Verzögerungsschaltung 9314
zum Q-Eingang einer Signalverarbeitungs- und Videotreiberschaltung
9320.
Das Signal C+Δ gemäß Fig. 13c wird vom Ausgang des Filters
9304 (über ein Bandpaßfilter 1232 zur Entfernung der Reste
des Y-Signals gemäß Fig. 13h) zu einem I-Demodulator 9315,
wo es unter Zuhilfenahme des Farbträgersignals vom Farbträgeroszillator
9311 demoduliert wird. Am Ausgang des
Demodulators 9315 wird das Signal I im Basisband-Frequenzbereich
mit dem verschachtelten Signal Δ regeneriert, wobei
ein gewisser Anteil von Signalen Y enthalten bleibt, wie
dies Fig. 13d zeigt. Dieses Signal gelangt durch ein Tiefpaß-I-Filter
9316, wo die hochfrequenten Komponenten entfernt
werden, zu einer Trennschaltung 1212 für die Signale
I-Δ, welche ein Hochpaß-Kammfilter 1214 und ein Tiefpaß-Kammfilter
1216 enthält. Das Hochpaß-Kammfilter 1214 enthält
eine 1H-Verzögerungsschaltung 1218 und eine Subtrahierschaltung
1220 zur Trennung des Signals Δ (Fig. 13e)
vom demodulierten Signal I+Δ. Das Tiefpaß-Kammfilter 1216
enthält eine 1H-Verzögerungsschaltung 1222 und eine Summierschaltung
1224 zur Trennung des Signals I vom demodulierten
Signal I+Δ. Das abgetrennte Signal I wird einem dritten
Eingang der Signalverarbeitungs- und Videotreiberschaltung
9320 zugeführt und dort mit den Signalen Y und Q zu
Treibersignalen R, G und B kombiniert, welche der Bildröhre
zugeführt werden.
Das am Ausgang des Hochpaß-Kammfilters 1214 erzeugte
Signal Δ wird einem zweiten Eingang des Wobbel-Modulators
938 zugeführt, welcher in der bereits im Zusammenhang mit
Fig. 9 beschriebenen Weise arbeitet und die Abtastsignale
L1, L2 . . . ; L1A, L2A . . . erzeugt.
Das abgetrennte Signal C+Δ am Ausgang des Filters 9304
gelangt ebenfalls zu einem Tiefpaßfilter 1230, dessen
Grenzfrequenz unterhalb des unteren Seitenbandes des
Farbsignals liegt und das das restliche Leuchtdichtesignal
(Fig. 13g), welches vom Farbfilter 9304 aus dem Signalgemisch
herausgetrennt wurde, separiert. Dieses restliche
Signal Y gelangt zu einem zweiten Eingang der Summierschaltung
1210, wo es mit dem Signal YS addiert wird,
so daß die niederfrequente Vertikalleuchtdichteauflösung
in bekannter Weise erhöht wird.
Fig. 14 zeigt eine andere Ausführungsform der Anordnung
zur Erzeugung der gleichzeitig paarweise auftretenden
Zeileninformation, die benötigt wird, um die Summensignale
S und Differenzsignale Δ abzuleiten. Die Anordnung nach
Fig. 14 eignet sich eher zur Korrektur der Horizontalapertur
als andere Ausführungen.
Gemäß Fig. 14 arbeitet ein Oszillator 1400 mit dem Doppelten
der normalen Frequenz fH; im Falle von Signalen für
ein NTSC-System arbeitet der Oszillator 1400 mit 31,5 kHz
und steuert eine Horizontalablenkwicklung 1402 an, die
zu einem Vidicon 1404 gehört. Auf diese Weise wird das
Vidicon 1404 mit der zweifachen üblichen Horizontalfrequenz
abgetastet. Das 2fH-Treibersignal wird auch einem
Vertikal-Abwärtszähler 1406 zugeführt, welcher die Frequenz
von 31,5 kHz auf die Vertikalfrequenz von 60 Hz herunterteilt.
Dieses herabgeteilte 60-Hz-Signal wird zum Rücksetzen
eines bekannten Rampengenerators 1408 benutzt,
der einen Integrator zur Erzeugung eines vertikalfrequenten
Rampensignals verwendet. Das vertikalfrequente
Rampensignal wird einem ersten Eingang einer Addier- und
Vertikaltreiberschaltung 1410 zugeführt. Das 2fH-Signal
vom Oszillator 1400 wird auch einem Begrenzungs- oder
Rechteckverstärker 1412 zugeführt, der eine 2fH-Rechteckschwingung
erzeugt, welche zu einem zweiten Eingang des
Addierers 1410 gelangt und dort zu dem Rampensignal
addiert und subtrahiert wird, so daß ein mit 1416 bezeichnetes
Signal entsteht, das seinerseits auf die
Vertikalablenkwicklung 1418 des Vidicons 1404 gegeben
wird. Die Amplitude der zu dem Rampensignal addierten
Rechteckschwingung 1414 wird so gewählt, daß die Zeilenpaarbildung
auftritt, wie es auf der Frontscheibe des
Vidicons 1404 gezeigt ist. Die Zeilen L1 und L1A liegen
um 1/4 des Abstandes zwischen den Zeilen L1 und L2 auseinander.
Diese Zeilenpaarbildung ist ähnlich, wie es
im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen bereits
beschrieben worden ist.
Das Target 1420 des Vidicons 1404 ist mit einem Anschluß
1422 eines vierpoligen Vierfachschalters 1424 gekoppelt,
welcher von der Schaltersteuerschaltung 1426 so gesteuert
wird, daß er zu Beginn jeder neuen Abtastzeile auf eine
seiner vier Positionen weitergeschaltet wird.
In der dargestellten Position gelangt das Eingangssignal
während der Zeile L1 vom Eingang 1422 zum Eingang 1427
des Schalters 1424 und wird auf den Eingang einer Verzögerungsleitung
1431 gegeben. Ein Taktsteueranschluß
1425 der Verzögerungsleitung 1431 wird mit der achtfachen
Farbträgerfrequenz von einem Taktgenerator 1448 beaufschlagt,
der mit dem Schalteranschluß 1440 verbunden ist. Die Verzögerungsleitung
1431 muß, wie bekannt, eine ausreichende
Speicherkapazität haben, um das Videosignal bei der
höchsten Taktfrequenz für die Dauer einer Ablenkzeile L1
zu speichern. Fig. 15 veranschaulicht ein Zeitdiagramm
zur Erläuterung des Betriebes des Schalters 1424 und der
getakteten Verzögerungsleitungen 1431-1434, die durch
ladungsgekoppelte Bauelemente gebildet werden können und
in Fig. 15 mit CCD1 bis CCD4 bezeichnet sind. Im Intervall
T0-T1 werden auch die Verzögerungsleitungen 1433
und 1434 mit der Hälfte der hohen Taktfrequenz getaktet,
in diesem Falle mit der vierfachen Farbträgerfrequenz,
und die Ausgangssignale gelangen über Anschlüsse 1452
und 1454 eines gesteuerten Schalters 1450 zu den Anschlüssen
1455 und 1456 des Schalters. Zum Zeitpunkt T1
endet Zeile 1, und zum Zeitpunkt T2 beginnt die Abtastung
der Zeile L1A. Im Intervall T1-T2 wird der Schalter 1424
betätigt, und jeder Kontakt bewegt sich im Uhrzeigersinn
um eine Position weiter. Der Anschluß 1422 liegt daher
am Anschluß 1428, und das Videosignal kann in die Verzögerungsleitung
1432 eingelesen werden, die dann mit
der hohen Taktfrequenz über den Anschluß 1441 vom Taktgenerator
1448 getaktet wird. Die Taktung der Verzögerungsleitung
1433 hört auf, jedoch wird die Verzögerungsleitung
1434 über den Anschluß 1447 vom Taktgenerator 1449
aus weitergetaktet. Die niedrigfrequente Taktung der
Verzögerungsleitung 1431 beginnt mit der niedrigen Frequenz
über den Anschluß 1444 vom Taktgenerator 1449 her.
Im Intervall T1-T2 liegt ferner der Schalter 1450A in
einer Position, in welcher er die Verzögerungsleitung
1431 mit dem Anschluß 1455 verbindet.
Im Intervall T2-T3 tastet das Vidicon 1404 die Zeile L1A
ab, und das resultierende Signal gelangt zur getakteten
Verzögerungsleitung 1432 und wird mit der hohen Taktfrequenz
in sie eingespeichert. Im Intervall T2-T3 wird
ferner die Verzögerungsleitung 1431 mit der niedrigen
Taktfrequenz ausgelesen, wie Fig. 15b zeigt, und die
Verzögerungsleitung 1434 wird gemäß Fig. 15e mit der
niedrigen Taktfrequenz ausgetaktet. Zum Zeitpunkt T3
am Ende der Zeile L1A wird der Schalter 1424 in seine
nächste Position gebracht, so daß das Videosignal am
Anschluß 1422 während der Zeile L2 zur Verfügung steht
und in die Verzögerungsleitung 1433 eingelesen werden
kann, die Verzögerungsleitung 1431 wird weiter zum Anschluß
1455 ausgetaktet, und die in der Verzögerungsleitung
1432 gespeicherten Daten der Zeile L1A werden nun
mit der niedrigen Taktfrequenz herausgetaktet. Der Schalter
1451b liegt in einer Position, wo er den Anschluß
1453 mit dem Anschluß 1456 verbindet. Der Zyklus des
Systems läuft weiter ab, wobei nacheinander mit der
hohen Taktfrequenz Signale in jede Verzögerungsleitung
eingetaktet werden, dann folgt ein Intervall des Heraustaktens
mit niedriger Taktfrequenz, wie dies die Fig. 15b-e
zeigen. Es sei darauf hingewiesen, daß nach der Ausspeicherungsperiode
jede Verzögerungsleitung CCD1-4 einen
Ruhezustand während eines Intervalls H/2 durchläuft.
Die Fig. 15d und 15e zeigen, daß die im Intervall T4-T5
in die Verzögerungsleitung 1433 eingespeicherte Information
L2 im Intervall T5-T9 wieder ausgespeichert wird,
während die im Intervall T6-T7 in die Verzögerungsleitung
1434 eingespeicherte Information L2A im Intervall T7-T11
ausgelesen wird. Man sieht also, daß die Information
der paarweisen Zeilen an den Anschlüssen 1455 und 1456
mit einer relativen Verzögerung von H/2 erscheint. Dies
wird durch eine H/2-Verzögerungsleitung 1460 korrigiert,
die im Weg der Zeilensignale L1, L2, L3 . . . eingefügt ist
und dazu führt, daß die Information von den Zeilenpaaren
gleichzeitig an den Ausgangsanschlüssen 1462 und 1464
erscheint, wie dies aus den Fig. 15f-i hervorgeht. Die
Videozeilensignale L1/L2/L3 vom Ausgangsanschluß 1462
und die Videozeilensignale L1A/L2A/L3A vom Ausgangsanschluß
1464 werden in der beispielsweise in Fig. 7
veranschaulichten Art verarbeitet zu Summen- und Differenzsignalen
S bzw. Δ.
In Fig. 16 ist ein hochauflösender Monitor dargestellt,
dessen Ablenkung mit dem Doppelten der üblichen Horizontalfrequenz
erfolgt, nämlich im Falle des NTSC-Systems
mit 31,5 kHz. Bei der dargestellten Schaltung hat das
Eingangssignal die Form zweier gleichzeitig auftretender
Videosignale, von denen jedes Videoinformationen aus zwei
benachbarten Abtastzeilen enthält. Die Videosignale werden
den links in der Figur befindlichen Anschlüssen 1601
und 1602 zugeführt. Sie werden von den Summen- und
Differenzsignalen S bzw. Δ mit Hilfe beispielsweise der
in Fig. 9 veranschaulichten Anordnung abgeleitet, die
einen Addierer 934, einen Teiler 935 und eine Subtrahierschaltung
936 aufweist, die im Block 938 gezeigt sind.
Die Schaltung nach Fig. 16 stellt generell die Umkehrung
der in Fig. 14 gezeigten Schaltung dar. Die beiden ankommenden
gleichzeitigen Signale mit der Frequenz 15,75 kHz
werden umgeordnet als mit 31,5 kHz aufeinanderfolgende
Signale, welche der rechts in der Figur gezeigten Bildröhre
1670 zugeführt werden. Mit dem Eingangsanschluß 1601
ist eine Synchronsignaltrennschaltung 1662 gekoppelt,
welche die Vertikal- und Horizontalsynchronsignale voneinander
trennt, die einer 2fH-PLL-Schleife 1664 zur
Erzeugung von 2fH-Treibersignalen zugeführt wird. (Alternativ
können die Synchronsignale auch getrennt eingespeist
und unmittelbar dort zugeführt werden, wo sie benötigt
werden.) Das 2fH-Signal gelangt zu einer Vertikal-Abwärtszähl-
und Ablenkschaltung 1668, die ein stufenförmiges
Rampensignal erzeugt, wie es im Zusammenhang mit Fig. 14
beschrieben wurde; dieses Signal wird der zur Bildröhre
1670 gehörigen Vertikalablenkwicklung 1618 zugeführt.
Das 2fH-Signal wird ferner als Treibersignal einer Horizontalablenkwicklung
1676 mit 31,5 kHz zugeführt. Bei der
Frequenz von 31,5 kHz tritt jede Abtastung der Frontscheibe
der Bildröhre 1670 mit fH/2 auf. Daher müssen die
beiden parallelen Eingangssignale zeitlich komprimiert
und aufeinanderfolgend angeordnet werden.
Die Schalter 1650a und 1650b werden durch ein Signal gesteuert,
das von einem Flipflop 1658 erzeugt wird, der
seinerseits von dem Signal fH gesteuert wird. Wenn die
die Zeilen L1 und L1A darstellenden Eingangssignale zugeführt
werden, dann befinden sich die Schalter 1650a und
1650b in ihrer unteren Position und verbinden die Anschlüsse
1655 und 1656 mit Verzögerungsleitungen 1632
bzw. 1634. Taktsignale für diese Verzögerungsleitungen
werden von einem Generator 1649 mit der vierfachen Farbträgerfrequenz
geliefert. Diese Zeilen werden in die Verzögerungsleitungen
eingespeichert, und die Einspeicherung
erfolgt vollständig während eines fH-Intervalls oder
Zyklus. Am Ende der Eingabe der Zeilen L1 und L1A werden
die Schalter 1650a und 1650b mit Hilfe eines vom Flipflop
1658 kommenden Signals in ihre obere Position umgelegt,
und das nächste ankommende Zeilenpaar (L2 und L2A) fängt
an, in die Verzögerungsleitungen 1631 und 1633 eingespeichert
zu werden. Der Schalter 1676 wird ebenfalls vom
Flipflop 1658 aus gesteuert und läßt ein niedrigfrequentes
Taktsignal der vierfachen Farbträgerfrequenz über seine
Kontakte 1444 bzw. 1445 zu den Verzögerungsleitungen 1631
bzw. 1633 gelangen. Während des Zeitintervalls, in dem
die Zeilen L2 und L2A zugeführt werden und in die Verzögerungsleitungen
1631 und 1633 eingespeichert werden,
beginnt die Auslesung der Zeile L1 aus der Verzögerungsleitung
1632, während die Verzögerungsleitung 1634 sich
im Ruhezustand befindet. Der Schalteranschluß 1622 wird
über ein Triggersignal vom 31-kHz-Takt mit dem Anschluß
1628 verbunden, so daß die Videosignalverarbeitungsschaltung
1674 an den Ausgang der Verzögerungsleitung
angeschlossen wird. Zur gleichen Zeit ist ein Taktsignalgeber
1648, welcher mit der achtfachen Farbträgerfrequenz
arbeitet, an die Verzögerungsleitung 1633 über den Anschluß
1441 angeschlossen, der in Synchronismus mit dem
Videosignalausgangsschalter mit 31 kHz geschaltet wird.
Die Auslesung der Verzögerungsleitung 1632 erfolgt in
der Hälfte der normalen 15 kHz-Periode, und der Schalter
1678 wird in eine neue Position weitergeschaltet, in
welcher sein Anschluß 1622 und der Ausgang des Taktgenerators
1648 (achtfache Farbträgerfrequenz) mit der
Verzögerungsleitung 1634 gekoppelt ist, welche ausgelesen
wird, so daß die gewünschten Videosignale für die
Wiedergabe zur Verfügung gestellt werden. Die Abfolge
des parallelen Einlesens und sequentiellen Auslesens
wird fortgesetzt, um das Signal für die 31 kHz-Abtastung
des Monitors zu liefern.
Fig. 17 zeigt einen gemäß der Erfindung ausgebildeten
Fernsehempfänger. Eine Antenne 1710 empfängt ein Farbfernsehsignalgemisch
mit verschachteltem Signal Δ auf
Träger mit den üblichen Fernsehfrequenzen aufmoduliert
mit Restzeiten-Bandmodulation des unteren Seitenbandes
und mit FM-modulierten Tonsignalen, deren Tonträger in
üblicher Weise gegenüber dem Bildträger versetzt ist.
Ein Tuner 1712 wählt einen der Träger aus und setzt ihn
in eine übliche Zwischenfrequenz um. Das Zwischenfrequenzsignal
wird von einem Zwischenfrequenzverstärker 1714
verstärkt und dann einem zweiten Detektor 1716 zur Umsetzung
in das Basisband zugeführt. Das Tonsignal wird
einer Tonsignalverarbeitungsschaltung 1718, die einen
FM-Demodulator zur Umsetzung der Tonsignale in das Basisband
und Tonverstärkerschaltungen zur Ansteuerung eines
Lautsprechers 1720 des Empfängers enthalten kann. Das
Basisbandvideosignal gelangt zu einer automatischen
Verstärkungsregelschaltung 1722, die mit dem Zwischenfrequenzverstärker
und Tuner zur Regelung der Amplitude
des Basisbandvideosignals gekoppelt ist. Das Farbfernsehsignalgemisch
im Basisband mit geregelter Amplitude
und mit dem Signal Δ wird einer Schaltung entsprechend
dem Monitor 1200 in Fig. 12 zugeführt, um auf einer
Farbbildröhre 921 ein Farbfernsehsignal mit vergrößerter
Vertikalauflösung sichtbar werden zu lassen.
Fig. 18 zeigt eine Anordnung zur Verschachtelung unabhängiger
Signale von einer ersten und einer zweiten
Quelle, die den links in der Figur dargestellten
Anschlüssen 1802 und 1804 zugeführt werden, in die Signale
I bzw. Q eines Farbfernsehsignalgemisches. Von einer
(nicht dargestellten) Quelle kommendes Licht gelangt
durch eine Optik 800 auf ein Aufspaltungsprisma 802,
welches das Licht aufspaltet und Rot- und Blau-Vidicons
806 und 808 sowie einem Grün-Vidicon 600 zuführt, dessen
Ablenkung mit einer Wobbel-Taktfrequenz über eine Hilfsablenkwicklung
606 gewobbelt wird, die von einem Taktgenerator
614 gespeist wird. Der Generator 614 steuert
außerdem den Synchron- und Austastgenerator 616 zur Erzeugung
von Torimpulsen für die Farbsynchronsignalabtrennung
und Erzeugung von Synchron- und Austastimpulsen
an, welche einer Einfügungsschaltung 818 zugeführt werden.
Die Rot- und Blau-Videosignale gelangen von den Vidicons
806 und 808 zu einer Matrix 812. Die Grün darstellenden
Signale werden einer Summier- und Subtrahierschaltung
861 zugeführt, die beispielsweise aus der Kombination
des Synchronmodulators 618 mit der Summier- und Subtrahierschaltung
700 aus Fig. 7 bestehen kann. Die Schaltung 861
erzeugt ein Signal GS, welches einem Eingang der Matrix
812 zugeführt wird, und ein Signal GΔ, welches einer
Differenzierschaltung 1806 zugeführt wird, deren Ausgang
mit einer Schwellwertfühlschaltung 1808 gekoppelt ist,
die ein Lesebereitschaftssignal erzeugt, wenn die Änderungsrate
des Signals GΔ einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Das Signal YS von der Matrix 812 gelangt über
eine Verzögerungsschaltung 1102 zum Addierer 814.
Die von der Matrix 812 erzeugten Signale Q und I werden
Tiefpaß-Kammfiltern 1810 bzw. 1812 zugeführt (wie sie
beispielsweise in Fig. 11 mit der Bezugsziffer 1112 bezeichnet
sind), damit aus den Signalen Q und I diejenigen
Teile durch Kammfilterung entfernt werden, welche schnelle
Änderungsgeschwindigkeiten wiedergeben. Die kammgefilterten
Signale Q und I werden Summierschaltungen 1814 bzw.
1816 zugeführt. Die unabhängigen Signale von der ersten
und zweiten Quelle werden zusammen mit ihren Taktsignalen
Speichern 1818 bzw.1820 zugeführt, die als Pufferspeicher
zur Akkumulierung der unabhängigen Signale während derjenigen
Zeitintervalle dienen, wo die Änderungsgeschwindigkeit
des Videosignals nicht groß genug ist, um die
unabhängigen Signale zu überdecken. Wenn ein vertikalfrequenter
Übergang auftritt, dann erzeugt die Schwellwertfühlschaltung
1808 ein Lesebereitschaftssignal, welches
den Speichern 1818 und 1820 zugeführt wird, um ein
Auslesen mit der Frequenz des Taktgebers 1822 zu ermöglichen,
welcher so ausgelegt ist, daß das unabhängige
Signal in die Signale I und Q eingeschachtelt wird. Die
von den Speichern 1818 und 1820 ausgelesenen unabhängigen
Signale werden in den Einfügungsschaltungen 1830 und 1831
mit vom Taktgeber 1822 abgeleiteten Synchronwörtern kombiniert.
Die Synchronwörter erlauben die Regeneration der
Taktsignale nach der Wiedergewinnung der unabhängigen
Signale aus dem Fernsehsignal. Die unabhängigen Signale
und die Synchronwörter werden durch Hochpaß-Kammfilter 1822
und 1824 (etwa von der in Fig. 11 mit der Bezugsziffer
1122 bezeichneten Art) "gereinigt" und den Summierungsschaltungen
1814 und 1816 zugeführt, wo sie mit ihren
zugehörigen Überdeckungssignalen kombiniert werden. Die
resultierenden Signale werden tiefpaßgefiltert und in
bekannter Weise Quadratur-Modulatoren zugeführt zur Erzeugung
eines Farbsignals, das mit dem Signal YS im
Addierer 814 summiert wird und anderweitig wie ein
Standardsignal verarbeitet wird. Ein Standard-NTSC-Farbfernsehempfänger
kann das unabhängige Signal an den
Kanten vertikaler Leuchtdichteübergänge in Form von
Farbfehlern im Übergangsbereich zwar wiedergeben, jedoch
fallen solche Fehler speziell bei starken Leuchtdichteübergängen
subjektiv nicht sehr auf. Somit ist ein
Standardempfänger praktisch unempfindlich gegen die eingeschachtelte
Information.
Fig. 19 zeigt einen Empfänger, der sich zur Wiedergabe
üblicher Fernsehsignale mit eingeschachtelten unabhängigen
Signalen und zur Extrahierung dieser unabhängigen
Signale eignet. Diejenigen Elemente in Fig. 19, die
Gegenstücke in Fig. 12 haben, sind mit den gleichen Bezugsziffern
bezeichnet. Fig. 19 unterscheidet sich von der
Anordnung nach Fig. 12 darin, daß die demodulierten und
gefilterten Signale I und Q beide durch komplementäre
Hochpaß- und Tiefpaßfilter laufen und daß das Leuchtdichtesignal
differenziert und einer Schwellwertprüfung
unterzogen wird, um die zusätzliche Verarbeitung des
unabhängigen Signals zu steuern.
In der Schaltung nach Fig. 19 wird das Signal Q einem
komplementären Hochpaß-Tiefpaß-Kammfilterpaar 1914-1916
zugeführt, welches ähnlich dem Filterpaar 1214-1216 in
Fig. 12 ist. Das Signal Q steht am Ausgang des Filters
1916 zur Verfügung und wird dem Q-Eingang einer Videosignalverarbeitungs-
und Treiberschaltung 9320 zugeführt.
Das unabhängige Signal erscheint am Ausgang des Hochpaßfilters
1914. Einer Schaltung 1920 wird das Summenleuchtdichtesignal
YS zugeführt, die benachbarte Zeilen
vergleicht und ein Differenzsignal Δ entsprechend dem
Ausgangssignal der Differenzierschaltung 1806 in Fig. 18
erzeugt, welches einer Schwellwertschaltung 1932 zur
Erzeugung eines Signals zugefügt wird, welches die Zeit
angibt, wo das unabhängige Signal im Q-Kanal durch das
System geführt werden kann. Das am Ausgang des Filters
1914 erscheinende unabhängige Signal wird einer Verzögerungsschaltung
1918 zugeführt, deren Verzögerung ausreicht,
um das unabhängige Signal solange zu verzögern,
bis die Schwellwertschaltung 1932 das unabhängige Signal
zu der von dem Aktivierungs- oder Bereitschaftssignal
betätigten Torschaltung 1920 gekoppelt hat. Über die
Torschaltung gelangt das unabhängige Signal zu einer
Synchronwort-Identifizierungsschaltung 1922 und zum
Eingang einer Speicherschaltung 1926. Die Synchronwort-Identifizierungsschaltung
1922 identifiziert die den
unabhängigen Signalen zugeordneten Synchronwörter und
aktiviert einen unabhängigen Signaltaktgenerator 1924
zur Regenerierung des Taktsignals, so daß das Signal
in den Speicher 1926 eingespeichert werden kann, wo es
zur weiteren Verwendung verfügbar bleibt. In gleicher
Weise wird das unabhängige Signal des I-Kanals am Ausgang
des Hochpaß-Kammfilters 1214 zur Verfügung gestellt und
über eine Verzögerungsschaltung, Torschaltung, Synchronwort-Identifizierungsschaltung,
Taktgenerator und Speicher
1934 geführt, welchem im I-Kanal den Elementen 1918-1926
des Q-Kanals entsprechen.
Für den Fachmann verstehen sich weitere Ausführungsformen
der Erfindung. Anstatt die Information in den I-Kanal
einzufügen, kann sie auch in gleicher Weise in den Q-Kanal
eingefügt werden, wie es beschrieben ist, solange die
reduzierte Q-Bandbreite für die Bandbreite des Signals
akzeptierbar ist. Eine Mehrzahl von Signalen Δ kann
sowohl in den I-Kanal als auch in den Q-Kanal eingefügt
werden, die für diesen Zweck vierte und fünfte Kanäle
innerhalb der Übertragungsstrecke für das Videosignalgemisch
bilden. Ähnlich kann ein Signal Δ entweder in
das Signal I oder das Signal Q eingefügt werden, und in
den anderen Kanal kann ein unabhängiges Signal eingefügt
werden. In den Wobbel-Takte benutzenden Ausführungsformen
können auch andere Wobbel-Taktfrequenzen verwendet werden,
welche mit den verschiedenen Taktsignalen synchronisiert
werden können.
Die Erfindung läßt sich in Verbindung mit PAL-Übertragungssystemen
für Farbfernsehsignalgemische in gleicher
Weise wie beim NTSC-System anwenden, da die Auflösungsgesichtspunkte
für monochromatische Wiedergabe oder
Leuchtdichte dieselben sind und die Prinzipien für die
Farbübertragung gegenüber NTSC nur in geringfügigen
Details abweichen, die hinsichtlich der erfindungsgemäßen
Signaleinfügung nicht relevant sind.
Während die Signale S und Δ in den dargestellten Ausführungsformen
von einem Grün-Kanal einer Dreifarben-Signalquelle
abgeleitet sind, könnte das Differenzsignal
gewünschtenfalls auch vom R- oder B-Signal abgeleitet
werden, oder die Signale RGB von der Quelle könnten
matriziert werden, so daß Paare gleichzeitiger Y-Signale
entstehen, die dann summiert und subtrahiert werden
könnten, um die Signale YS und YΔ zu ergeben.
Eine andere Ausführungsform der Farbkamera nach Fig. 3
könnte in bekannter Weise Bildröhren für Rot-, Blau- und
Leuchtdichte-Signale verwenden, wobei zwei Röhren im
Leuchtdichte-Kanal und eine Röhre in je einem Farbkanal
zur Reduzierung der Kosten vorgesehen sind. Die Rasterversetzung
der beiden Vidicons (oder die entsprechende
Versetzung der Bilder) bei der Anordnung gemäß Fig. 4
kann in Vielfachen von 1/2 des Abstandes zwischen zwei
Zeilen plus einer 1/4-Zeile anstatt lediglich einfach
einer 1/4-Zeile vorgesehen werden.
Claims (15)
1. Vorrichtung zur Bildung eines mit einem Hilfssignal
kombinierten Videosignalgemisches zu dessen gemeinsamer
Übertragung mit dem Hilfssignal mit
- - einer Leuchtdichtesignal-(YS)-Quelle (812),
- - einer Farbsignal-(I, Q)-Quelle (812),
- - einer Hilfssignal-(Δ)-Quelle (861),
- - und einer Kombinationsschaltung (1112, 1122, 1124, 818, 1104, 1126, 1110) zur Kombinierung des Farbsignals (I, Q) mit dem Hilfssignal (Δ),
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hilfssignal ein Informationssignal ist und in dem kombinierten Videosignalgemisch in dessen aktiven Zeilenintervall auftritt,
und daß eine lineare Kombinationsschaltung (814) zur linearen Kombinierung des Leuchtdichtesignals (YS) mit dem kombinierten Farb- und Hilfssignal vorgesehen ist.
daß das Hilfssignal ein Informationssignal ist und in dem kombinierten Videosignalgemisch in dessen aktiven Zeilenintervall auftritt,
und daß eine lineare Kombinationsschaltung (814) zur linearen Kombinierung des Leuchtdichtesignals (YS) mit dem kombinierten Farb- und Hilfssignal vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das mit dem Farbsignal kombinierte Hilfssignal innerhalb
des Farbsignalspektrums liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Farbsignal mindestens ein Basisband-Farbdifferenzsignal
(Q) enthält und die Kombinationsschaltung
für das Farbsignal mit dem Hilfssignal
einen Modulator (1104) zur Modulierung eines Farbträgers der Frequenz (fsc) mit mindestens dem Hilfssignal (Δ) zur Erzeugung eines zweiten modulierten Signals,
und eine Summierschaltung (1110) zur Summierung des ersten und zweiten modulierten Signals enthält.
einen Modulator (1104) zur Modulierung eines Farbträgers der Frequenz (fsc) mit mindestens dem Hilfssignal (Δ) zur Erzeugung eines zweiten modulierten Signals,
und eine Summierschaltung (1110) zur Summierung des ersten und zweiten modulierten Signals enthält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei welcher das
Farbsignal das eine Basisband-Farbdifferenzsignal (Q) und ein
zweites Basisband-Farbdifferenzsignal (I) enthält, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kombinationsschaltung für das Farbsignal
und das Hilfssignal weiterhin
eine Schaltung (1112), der das zweite Basisband-Farbdifferenzsignal (I) zugeführt wird zur Entfernung eines Teils seines Frequenzspektrums,
und eine Einsetzschaltung (1122, 1124) zum Einsetzen des Hilfssignals (Δ) in das zweite Basisband-Farbdifferenzsignal (I) an die Stelle dieses Teils des Frequenzspektrums
enthält.
eine Schaltung (1112), der das zweite Basisband-Farbdifferenzsignal (I) zugeführt wird zur Entfernung eines Teils seines Frequenzspektrums,
und eine Einsetzschaltung (1122, 1124) zum Einsetzen des Hilfssignals (Δ) in das zweite Basisband-Farbdifferenzsignal (I) an die Stelle dieses Teils des Frequenzspektrums
enthält.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste und zweite modulierte Signal quadraturphasenmodulierte
Signale sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hilfssignal die Differenz zwischen
höherer und niedrigerer Bildauflösung entsprechenden Videosignalen
ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hilfssignal (Δ) die Differenz von Leuchtdichtesignalen
unterschiedlicher Ablenkzeilen darstellt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Leuchtdichtesignal die Mittelwerte unterschiedlicher
Zeilen, aus welchen die Differenzen abgeleitet sind, darstellt.
9. Empfänger für ein Videosignalgemisch, das eine lineare
Kombination eines Leuchtdichtesignals (YS) mit einem Informations-Hilfssignal
(Δ) enthält, welches mit einem Farbsignal
(Q) kombiniert ist und im aktiven Zeilenintervall des Kombinationssignals
auftritt
gekennzeichnet durch
eine erste Trennschaltung (9301) zur Trennung des Leuchtdichtesignals (YS) aus dem Videosignalgemisch,
eine zweite Trennschaltung (9304) zur Trennung des Hilfs- und Farbsignalgemisches (Δ, Q) aus dem Videosignalgemisch
und eine dritte Trennschaltung (9312, 9313, 1232, 9315, 9316, 1212) zur Herauslösung des Hilfs- und Farbsignals (Δ, Q) aus dem aktiven Zeilenintervall (Fig. 12).
eine erste Trennschaltung (9301) zur Trennung des Leuchtdichtesignals (YS) aus dem Videosignalgemisch,
eine zweite Trennschaltung (9304) zur Trennung des Hilfs- und Farbsignalgemisches (Δ, Q) aus dem Videosignalgemisch
und eine dritte Trennschaltung (9312, 9313, 1232, 9315, 9316, 1212) zur Herauslösung des Hilfs- und Farbsignals (Δ, Q) aus dem aktiven Zeilenintervall (Fig. 12).
10. Empfänger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Leuchtdichtesignal ein Bild relativ niedriger Auflösung darstellt und das Hilfssignal (Δ) der Differenz zwischen der niedrig aufgelösten und einer hoch aufgelösten Version des Bildes entspricht,
und daß die Vorrichtung ferner eine Kombinationsschaltung (1210) zur Kombinierung des Leuchtdichtesignals (YS) mit dem Hilfssignal (Δ) zur Bildung von Signalen aufweist, welche die hoch aufgelöste Version des Bildes darstellt.
daß das Leuchtdichtesignal ein Bild relativ niedriger Auflösung darstellt und das Hilfssignal (Δ) der Differenz zwischen der niedrig aufgelösten und einer hoch aufgelösten Version des Bildes entspricht,
und daß die Vorrichtung ferner eine Kombinationsschaltung (1210) zur Kombinierung des Leuchtdichtesignals (YS) mit dem Hilfssignal (Δ) zur Bildung von Signalen aufweist, welche die hoch aufgelöste Version des Bildes darstellt.
11. Empfänger nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Farbsignal ein erstes moduliertes Signal in Form eines mit einem Farbdifferenzsignal (Q) modulierten Farbträgers und ein zweites moduliertes Signal in Form eines durch das Hilfssignal modulierten Farbträgers enthält, wobei das erste und zweite modulierte Signal summiert sind,
und daß die dritte Trennschaltung einen Demodulator (9312, 9315) für die Demodulierung des ersten und zweiten modulierten Signals zur Wiedergewinnung des Farbdifferenzsignals (Q) und des Hilfssignals (Δ) aufweist.
daß das Farbsignal ein erstes moduliertes Signal in Form eines mit einem Farbdifferenzsignal (Q) modulierten Farbträgers und ein zweites moduliertes Signal in Form eines durch das Hilfssignal modulierten Farbträgers enthält, wobei das erste und zweite modulierte Signal summiert sind,
und daß die dritte Trennschaltung einen Demodulator (9312, 9315) für die Demodulierung des ersten und zweiten modulierten Signals zur Wiedergewinnung des Farbdifferenzsignals (Q) und des Hilfssignals (Δ) aufweist.
12. Empfänger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hilfssignal (Δ) in Teile des Frequenzspektrums eines
weiteren Farbdifferenzsignals (I) eingefügt ist, welches auf
den Farbträger des zweiten modulierten Signals aufmoduliert
ist, und daß die dritte Trennschaltung weiterhin eine vierte
Trennschaltung (1212) zur Trennung des Hilfssignals (Δ) und
des weiteren Farbdifferenzsignals (I) enthält.
13. Empfänger für ein Videosignalgemisch, das eine lineare
Kombination eines Leuchtdichtesignals mit der Kombination
eines Informations-Hilfssignals (Δ) und eines Farbsignals (Q)
enthält, wobei das Hilfssignal im aktiven Zeilenintervall des
Kombinationssignals auftritt, gekennzeichnet durch eine Trennschaltung
(9301, 9304, 9312, 9313, 9315, 9316, 1232, 1212) zur
Trennung des Leuchtdichtesignals, des Hilfssignals und des
Farbsignals sowie zur Herauslösung des Hilfssignals (Δ) aus
dem aktiven Zeilenintervall (Fig. 12).
14. Empfänger mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines
Leuchtdichtesignals, eines Farbsignals und eines Hilfssignals,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (812, 861) ein
Informations-Hilfssignal erzeugt, und daß eine Kombinationsschaltung
(814, 1112, 1122, 1124, 818, 1104, 1126, 1110) zur linearen
Kombinierung des Leuchtdichtesignals mit einer solchen
Kombination des Hilfssignals und des Farbsignals, daß das
Informations-Hilfssignal im aktiven Zeilenintervall der
Kombination auftritt, vorgesehen ist (Fig. 11).
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---|---|---|---|
US06/288,753 US4429327A (en) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | Compatible television system with increased vertical resolution |
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DE3250044A Expired - Fee Related DE3250044C2 (de) | 1981-07-31 | 1982-07-30 |
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