DE3409212A1

DE3409212A1 - Farbfernsehuebertragungs- bzw. -informationsspeichersystem mit zeitmultiplexkodierung und dazu geeigneter informationsgeber und -empfaenger

Info

Publication number: DE3409212A1
Application number: DE19843409212
Authority: DE
Inventors: Leendert Johan Van De Polder; Sing Liong Eindhoven Tan
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1983-03-22
Filing date: 1984-03-14
Publication date: 1984-09-27
Also published as: GB2137045A; JPS59178888A; US4633295A; GB2137045B; NL8301013A; FR2543387B1; FR2543387A1; GB8407107D0

Description

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"Farbfernseh-Ubertragungs- bzw» =-inf ormationsspeichersystem mit Zeitmultiplexkodierung und dazu geeigneter Informationsgeber und -empfänger".

Die Erfindung bezieht sich, auf ein Farbfernseh-

Übertragungs-=· bzw. -informationsspeichersystem mit Zeitmultiplexkodierung, welches System mit einem Informationsg@ber₈ mindestens einem Informationsempfänger und einem Übertragung·®- bzw« Informationsspeicherkanal zwischen dem Geber und dem Empfänger ausgebildet ist, welcher Informationsgeber mit einer Signalquelle zum Liefern von Signalen mit Leuchtdichte-j Farbart-, Synchron- und Identifikationsinformation sowie mit einer Kodierschaltung für eine Zeitmultiplexkodierung mindestens eines Teils der genannten Signale, gegebenenfalls nach einer Zeitkompression derselben, versehen ist, welche Kodierschaltung mit einem Ausgang zum Abgeben eines zeitmultiplexkodierten Signals zur Übertragung über den Übertragungskanal bzw. zur Speichejg rung in dem Informationsspeicherkanal versehen ist, welcher Informationsempfänger mit einer mit dem genannten Kanal gekoppelten Dekodierschaltung versehen ist, die im wesentlichen komplementär zu der genannten Kodierschaltung, zum Abgeben von Signalen mit wenigstens Leuchtdichte- und Farbartinformation geeignet ist, welche Information zum grossen Teil der van der Signalquelle in dem Informationsgeber gelieferten Information entspricht. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen dazu geeigneten Informationsgeber und -empfänger.

Ein derartiges System insbesondere für Übertragung ist in einem öffentlichen Bsricht "Experimental and Development Report 118/82" der englischen "Independent Broadcasting Authority" (i.B.A.) unter dem Titel "MAC: A Television System for High-Quality Satellite Broadcasting" beschrieben«, In dem Bsaricht werden für eine sogenannte MAC-(Multiplexed Analog Component)-Bildkodierung.mehrere Abwandlungen gegeben. Für alle Abwandlungen gilt, wie dies aus einer Übersichtstafel auf Seite 9 des Berichtes her-_ ._.

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vorgeht, dass in dem als Sender ausgebildeten Informationsgeber die leuchtdichte- und die Farbartinformation je eine Zeitkompression erfahren, wobei die bei der Farbartinformation zweimal grosser ist. Von der Farbartinformation, die zwei Komponenten je Horizontalperiode umfasst, tritt wechselweise eine der zwei zeitkomprimiert .in dem zeitmultiplexkodierten Signal auf. In diesem Signal ist die jeder Horizontal-Periode zugeordnete Leuchtdichteinformation zeitkomprimiert vorhanden. Für die Zeitkompression bei der Leuchtdichteinformation werden in dem Bericht die Faktoren 2/3 und "ifh genannt, wobei für die Farbartinformation Zeitkompressionsfaktoren gleich 1/3 und 3/8 folgen. Die Bildinformation je Horizontal-Periode in dem zeitmultiplexkodierten Signal ist dabei aus der zeitkomprimierten Leuchtdichteinformation und einer der zwei zugeordneten zeitkomprimierten Farbartinformationen zusammengesetzt.

In dem Empfänger wird aus dem über den ■Übertragungskanal, d.h. die Satellitenverbindung, empfangenen Signal das zeitmultiplexkodierte Signal erhalten und der komplementären Dekodierschaltung zugeführt, die mit Hilfe der Synchron- und Identifikationsinformation eine Zeitdekompression für die Leuchtdichte·!- und die Färb art information gibt und dabei die dekomprimierte Farbartinformation über die folgende Horizontal-Periode weiderholt abgibt.

In dem als Beispiel als Satellitenverbindung gegebenen Ubertragungskanal ist eine beschränkte Bandbreite für die Bildinformationsübertragung vorhanden. Abhängig von der vorgeschlagenen Abwandlung sind in dem Bericht Bandbreiten von 8,4 MHz, 7»5 MHz und 6,0 MHz genannt. Bei der Übertragungskanalbandbreite von 8,4 MHz ist ein Zeitkompressionsfaktor von 2/3 für die Leuchtdichteinformation vorgeschlagen, so dass für die Bandbreite der nicht-komprimierten Leuchtdichteinformation eine Bandbreite von 5,6 MHz folgt. Bei den verfügbaren Bildinformationskanalbandbreiten von 7>5 und 6,0 MHz ist ein Le/uchtdichtezeitkompressionsfaktor von 3/k vorgeschlagen und folgen für die Bandbreiten der nicht komprimierten Leuchtdichteinformationen die Werte von 5,6 MHz und 4,5 MHz. Es stellt sich

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heraus, dass bei den vorgeschlagenen Abwandlungen bei der beschränkten Übertragungskanalbandbreite und dem vorgeschlagenenen Aufbau des zeitmultiplexkodierten zu übertragenden Signals, Frequenzbeschränkungen bei der Leuchtdichteund Farbartinformation erforderlich sind.

Obenstehend ist als Beispiel der als Satellitenverbindung ausgebildete Übertragungskanal genannt. Die bei der Informationstibertragung mit der beschränkten Bandbreite beschriebenen Frequenzeinschränkungen treten auch bei einem Informationsspeicherkanal mit einer beschränkten

Bandbreite auf. Ein derartiger Speicherkanal enthält Informationsspeicher- und -Wiedergabeapparatur, wie beispielsweise • Band- und Plattenaufnahme- und -Wiedergabeanordnungen.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, ein Farbfernseh-Ubertragungs- bzw. -informationsspeichersystem mit Zeitmultiplexkodierung zu schaffen, wobei bei der beschränkten (Bildübertragungs-)Bandbreite des Kanals dieser Kanal auf optimale Weise für die Bildleuchtdichteübertragung bzw. -speicherung benutzt wird. Ein erfindungsgemässes Farbfernsehsystem weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Kodierschaltung zum Abgeben eines zeitmultiplexkodierten Signals an dem Ausgang a±± während einer Anzahl von ρ Horizontal-Perioden einer Vertikal-Periode der nahezu nicht-komprimierten Leuchtdichteinformation und mit während einer Anzahl von q anderer Horizontal-Perioden dieser Leuchtdichteinformation zugeordneter komprimierter Farbartinforimation geeignet ist, die in Anzahlen von y <1 Horizontal-Perioden einer Vertikal-Periode jeweils eine von zwei je Horiaontal-Periode auftretenden Farbartinformatxonsantexlen komprimiert enthält, wobei eine Anzahl (p+q) kleiner ist als eine Anzahl von m eine Vertikal-Periode bildender Horizontal-Perioden und ein Faktor q/p mindestens nahezu gleich einem mittleren Zeitkompressionsfaktor der gegenüber der Leuchtdichteinformation komprimierten Farbartinformation ist. Die ¥ahl_$ die Leuchtdichteinformation mit nahezu maximaler Bandbreite zu übertragen bzw. zu speichern, d.h. in der Zeit nahezu nicht-komprimiert, und nur die Farbartinformat'ion eine die Bandbreite' wesentlich beschränkende

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Zeitkompression erfahren zu lassen, führt bei Wiedergabe der dekodierten Signale an einem Wiedergabeschirm zu einer optimalen Bildqualität.

Die Übertragung bzw. Speicherung der Leuchtdirrhteinf ormation und der Hälfte der zugeordneten Farbartinformation, die zusammen den ρ aufeinanderfolgenden Horizontal -Perioden zugeordnet sind, führt bei Wiedergabe zu einer Bildhöhenverringerung im Vergleich zu der Wiedergabe von Information, die der m Horizontal-Perioden umfassenden Vertikal-Periode zugeordnet ist, wobei die Bildhöhe 0,92 m Horizontal-Perioden entspricht. In Fernsehnormen mit m = 312,5 oder m = 262,5 Horizontal-Perioden je Vertikal-Periode ist nämlich eine Vertikal-Austastzeitdauer festgelegt, die 0,08 m Horizontal-Perioden umfasst, oder 25 bzw. 21 Horizontal-Perioden.

Die Wahl der Anzahl ρ und der Anzahl q der Horizontal—Perioden ist von Wünschen in bezug auf die Form des wiedergegebenen Bildes und in bezug auf die Bildqualität abhängig, die, bei der nicht-komprimierten Übertragung bzw. Speicherung der Leuchtdichteinformation nun insbesondere von der mit einer Bandbreitenbeschränkung einhergehenden Zeitkompression der Farbartinformation abhängig ist. Eine grössere Bildhöhe bei Wiedergabe erfordert eine grössere Zeitkompression, woraus eine kleinere Bandbreite für die Farbartinformation folgt, die mit einer-verringerten Bildqualität einhergeht. In der Praxis stellt es sich heraus, dass eine akzeptierbare Bildqualität bei Wiedergabe vorhanden ist, wenn die Bandbreite der Farbartinformation auf l/4-Teil von der der Leuchtdichteinformation beschränkt ist.

Eine Ausftihrungsform eines erfindungsgemässen Systems, wobei bei Wiedergabe eine möglichst grosse Bildhöhe mit einer akzeptierbaren Bildqualität einhergeht, weist das Kennzeichen auf, dass für den Zeitkompressions-

J5 faktor q/p gilt, q/p = 1/4, wobei ρ kleiner ist als 4/5 m. Bei dieser Systemausbildung folgt nach einer Berechnung, dass in einem genormten Fernsehsystem mit m = 312,5 Horizontal-Perioden je Vertikal-Periode für die

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Anzahl ρ ein Wert ρ = 248 Horizontal-Perioden gewählt werden können, wobei für ein genormtes System mit m = 262,5 Horizontal-Perioden je Vertikal-Periode ein Wert für ρ = 208 Horizontal—Perioden gewählt werden kann.

Ein anderer Wunsch kann sein, ausgehend von einem bestimmten Bildformat bei einer direkten Wiedergabe der von der Signalquelle gelieferten Signale zu einem anderen bestimmten Verhältnis bei der Wiedergabe nach Übertragung bzw» Informationsspeicherung zu gelangen. Dabei kann an Fernsehsysteme gedacht werden, die mit einem Bildformat gleich 4s3 arbeiten, worin nach einer Film—Fernsehumwandlung Filminformation übertragen wird, die von einem Film ■ mit einem Bildformat gleich 5*3 herrührt. Weiterhin wurde vorgeschlagen, das letztgenannte Verhältnis bei Hochzeilen-Fernsehsystemen zu benutzen.

Eine für die gewünschte Änderung des genannten Verhältnisses geeignete Ausführungsform eines erfindungsgemässen Systems weist dazu das Kennzeichen auf, dass bei Verwendung einer Signalquellenausführungsform zum Liefern von Signalm mit einem Bildformat von mehr oder weniger gleich 4s3 bei Wiedergabe an einem Wiedergabeschirm und mit einem Vertikalaustast-Vertikalperiodenverhältnis gleich 0,08 zum Erhalten eines Bildformats von mehr oder weniger gleich 5:3 die Anzahl von ρ Horizontal-Perioden in der Grössenordnung des Wertes 0,8 χ 0,92 m = 0,736 m liegt. Eine weitere an eine Fernsehnorm angepasste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Systems weist das Kennzeichen auf, dass in dem Fall von m = 312,5 Horizontal-Perioden je Vertikal-Periode für die Anzahl ρ von Horizontal-Perioden giltj ρ = 228 und für den Zeitkompressionsfaktor q/p gilt; q/p = I/3.

Eine an eine andere Fernsehnorm angepasste weitere Ausführungsform weist das Kennzeichen auf, dass im Falle m = 262,5 Horizontal-Perioden je Vertikal-rPeriode für die Anzahl ρ Horizontal-Perioden gilt: ρ = 192 und für den Zeitkompressionsfaktor q/p gilt: q/p = 1/3·

Die beiden Wahlen der Anzahl ρ Horizontal-Perioden (228 und I92) haben eine minimale Abweichung von

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dem Wert 0,736 m, wofür in dem Fall von m = 312,5 gilt: ρ = 230 und in dem Fall von m = 262,5 gilt: ρ = 193,2.

In dem Fall eines Farbfernsehsystems mit ein und derselben Bandbreite für die Farbartinformationsanteile ist es am einfachsten, den genannten mittleren Zeitkompressionsfaktor als Konstante zu nehmen, Für Farbfernsehsysteme, bei denen dies nicht der Fall ist, kann eine Ausführungsform nach der Erfindung das Kennzeichen aufweisen, dass es bei Verwendung einer Signalquelle zum Liefern von Farbartinformationsanteilen mit unterschiedlichen Bandbreiten in Horizontal-Perioden für die Anteile unterschiedliche angepasste Zeitkompressionsfaktoren gibt.

Ein einfach ausgebildeter Informationsgeber, geeignet zum Gebrauch in einem erfindungsgemässen Farbfernsehsystem, wobei die Kodierschaltung für die Zeitkompression mit Speichern mit unterschiedlichen Schreib— und Lesegeschwindigkeiten ausgebildet ist, welche Speicher, verbunden mit einer Steuerschaltung für die Zeitmultiplex— kodierung, in unterschiedlichen Zeitdauern auslesbar sind, weist das Kennzeichen auf, dass die Kodierschaltung mit einem mit der Steuerschaltung verbundenen Speicher ausgebildet ist, der dadurch mit derselben Schreib- und Lesegeschwindigkeit für die Leuchtdichteinformation wirksam ist, und zwar während der Anzahl ρ aufeinanderfolgender Horizontal-Perioden.

Eine weitere einfache Ausführungsform des Informationsgebers mit einem minimalen Umschalten bei der Signalverarbeitung weist das Kennzeichen auf, dass die Kodierschaltung mit zwei während zweier Anzahlen von γ q aufeinanderfolgenden Horizontal-Perioden beim Lesen wirksamen Speichern mit unterschiedlichen Schreib- und Lesegeschwindigkeiten zum Verarbeiten der Farbartinformationsanteile ausgebildet ist.

Ein Informationsempfänger, geeignet zum Gebrauch in einem Farbfernsehsystem nach der Erfindung, bei dem die Dekodierschaltung für die Zeitdekompression mit Speichern mit unterschiedlichen Schreib- und Lesegeschwindigkeiten ausgebildet ist, welche Speicher, verbunden mit einer

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Steuerschaltung für die Zeitmultiplexdekodierung, in unterschiedlichen Zeitdauern einschreibbar sind, welcher Empfänger die empfangene Information nur an geeigneter Stelle in einem Bild wiedergeben wird, weist das Kennzeichen auf, dass die Dekodierschaltung mit Umschaltschaltungen ausgebildet istj, wodurch in den Vertikal-Perioden ausser der Anzahl ρ aufeinanderfolgender Horizontal-Perioden, statt der Leuchtdichte- und der Farbartinformation, eine Schwarzpegelbezugsinforraation verfügbar ist.

Eine Ausführungsform eines Informationsempfängers

geeignet zum Zusammenarbeiten mit einem Informationsgeber mit dem minimalen Umschalten bei der Signalverarbeitung . weist das Kennzeichen auf, dass die Dekodierschaltung mit zwei !fahrend zweier Anzahlen -^q aufeinanderfolgender Horizontal-Perioden beim Schreiben wirksamen Speichern mit unterschiedlichen Schreib- und Lesegeschwindigkeiten zum Verarbeiten der Farbartinformationsanteile ausgebildet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in

der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher be-«. schrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Informationsgebers, geeignet zum Gebrauch in einem erfindungsgemässen Farbfernsehsystem, Fig» 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines zugeordneten Informationsempfängers,

Fig. 3a und 3b zur Erläuterung der ¥irkungsweise des Informationsgebers nach Fig, 1 bzw. des Informationsempfängers nach Fig. 2 einige Zeitdiagramme von Signalen. In Fig. 1 ist einem Blockschaltbild eines Farbfernsehinformationsgebers nach der Erfindung durch 1 eine Signalquelle bezeichnet, die mit einer Kodierschaltung 2 verbunden ist₉ von der ein Ausgang 3 als Ausgang des Informationsgebers mit einem Ubertragungs- bzw. Informations-Speicherkanal k verbunden ist. Der Kanal h kann äLs Ubertragungskanal als Satellitenverbindung, als Sendekanal auf der Erde, als Kabelverbindung oder auf eine andere Art und Weise ausgebildet sein. Als Informationsspeicherkanal kann der Kanal h Informationsspeicher- und -wieder-

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gabeapparatur enthalten, wie beispielsweise Band- und Plattenaufnahme- und Wiedergabevorrichtungen. Die spezifische Ausbildung des Kanals 4 ist für die Erfindung irrelevant. Von Bedeutung ist nur, dass der Kanal 4 eine beschränkte Bandbreite hat für ein Farbfernsehsystem, welche Bandbreite nach der Erfindung für die Bildqualität bei Wiedergabe der übertragenen oder gespeicherten Information optimal benutzt wird. Ausser der Tatsache, dass die Kodiei?schaltung 2 mit dem Kanal 4 verbunden ist, können nicht dargestellte Schaltungsanordnungen zum Abgeben weiterer Information auch damit verbunden sein, beispielsweise in einem Frequenzmultiplexsystem.

Bei der Informationsquelle 1 nach Fig. 1 ist angegeben, dass diese Informationen Y, U und V liefert.

Bei einer Ausführungsform der Informationsquelle 1 als Farbfernsehkamera ist Y eine Leuchtdichteinformation und sind U und V Farbartinformationsanteile. Die Leuchtdichteinformation Y hat beispielsweise eine Bandbreite von 8,4 MHz, wobei die Farbartinformation (XJ, V) eine Bandbreite von 2,1 MHz haben kann. Statt dessen, dass die Farbartinf ormationsanteile, wie durch U und V dargestellt, dieselbe Bandbreite haben, können diese verschieden sein. Dies ist beispielsweise der Fall in der NTSC-Fernsehnorm mit genormten Farbartinformationsanteilen I und Q mit einer Bandbreite von 1,3 MHz bzw. 0,5 MHz. Die gleichen Bandbreiten von beispielsweise 1,3 MHz treten in der PAL-Norm auf. Für die Leuchtdichteinformation sind in der NTSC- bzw. PAL-Norm Werte von 4,2 MHz bzw. beispielsweise 5 MHz festgelegt. In Fig. 1 ist die Informationsquelle 1 als Beispiel gegeben für Fernsehen mit hoher Auflösung mit den angegebenen Bandbreiten für die Y-, U- und V-Information.

In der Kodierschaltung 2 sind drei Tiefpassfilter 5, 6 und 7 dargestellt, denen die Informationen Y, U bzw. V zugeführt werden. Bei dem Filter 5 ist eine Grenz-

äo frequenz von F MHz angegeben, wobei die Grenzfrequenz der Filter 6 und 7 gleich & F MHz ist. Die Frequenz F MHz ist beispielsweise auch die Grenzfrequenz der dem Farbfernsehen zugeordneten Bandbreite bei dem Kanal 4. Die Frequenz ^-

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F MHz ist eine niedrigere Frequenz, da für die Faktoren q und ο gilt, dass der Faktor q der kleinere ist. Als Beispiel gilt; F = 8»4 und ^ =s -j- .

In der Kodierschaltung 2 folgen den Filtern 5, 6 und 7 Analog-Digital-Wandler (A/d), 8, 9 bzw. 10. Dem Wandler 8 wird ein Taktimpulssignal mit einer Taktimpulsfrequenz fc zugeführt» Den Wandlern 9 und 10 wird ein Signal mit einer Taktimpulsfrequenz ^ fc zugeführt. Den Wandlern 8, 9 und 10 folgen Speicher (m) 11, 12 bzw. 13.

Die Speicher M sind als Digitalspeicher ausgebildet, die weiterhin Speicher mit beliebigem Zugriff, serielle Speicher oder auf eine andere Art und Weise ausgebildete Spei-■ eher sind. Für insbesondere die Speicher 12 und 13 gilt, dass diese von dem Typ sein müssen mit unterschiedlichen Schreib- und Lesegeschwindigkeiten, für den Speicher 11 ist dies nicht erforderlich.

Zum gleichzeitigen Schreiben und Lesen von Information bei dem Speicher 11 wird demselben ein Taktimpulssignal mit der Taktimpulsfrequenz fc zugeführt, und zwar über eine Umschaltschaltung i4. Die Umschaltschaltung 14 und andere weiterhin zu beschreibende Umschaltschaltungen sind einfachheitshalber als mechanische Umschalter mit zwei Umschaltkontakten TI und T2 dargestellt, werden aber in der Praxis als elektronische Umschaltschaltungen ausgebildet sein. Zum Umschalten bei der Umschaltschaltung 14 wird derselben ein Umsehaltsignal S1 zugeführt, wobei bei einem verbundenen Kontakt T1 das Taktimpulssignal (fc) dem Speicher 11 zugeführt wird. Der Kontakt T2 liegt frei, so dass bei einem verbundenen Zustand desselben der Speicher 11 stillgelegt ist. In Fig. 3^a ist ein möglicher Signalverlauf des Umsehaltsignals S1 und weiter zu beschreibender Umsehaltsignale S2, S3, S4 und S5 als Funktion der Zeit t aufgetragen. Bei den Umschaltsignalen S1 bis S5 nach Fig. 3a sind Signalpegel durch T1 und T2 bezeichnet, was einem verbundenen Zustand der entsprechenden Umschaltkontakte entspricht. In Fig. 3a sind weiterhin ein Signal SO als Vertikalsynchronsignal und ein Signal TDMS als an dem Ausgang 3 auftretendes zeitmultiplexkodiertes Signal

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aufgetragen. Bei dem Signal SO ist durch TV eine Vertikal-Periode bezeichnet. Bei dem Signal S5 ist in Fig. 3a eine Verzögerungszeit gleich der Vertikal-Periode TV aufgetragen. Der jeweilige Signalverlauf in der Zeitskala t ist schematisch und nur annähernd aufgetragen.

Bei dem Speicher 12 bzw. 13 der Kodierschaltung 2 in Fig. 1 ist angegeben, dass die Taktimpulssignalzufuhr über zei Umsehaltschaltungen 15 und 16 bzw. 17 und 18 erfolgt. Die Umschaltschaltungen 15 und 17 versorgen die Taktimpulssignalzufuhr zum Schreiben von Information in die Speicher 12 bzw, 13» wobei über die Umschaltschaltungen 16 und 18 das mit einer anderen Geschwindigkeit Lesen bei den Speichern 12 bzw. 13 erfolgt. Über die Umschaltschaltung 15 bzw. 17 kann unter Ansteuerung des Schaltsignals S2 bzw. S3 ein Taktimpulssignal mit der Taktimpulsfrequenz "^- fc zugeführt werden. Über die Ums ehalt schaltung 16 bzw. 18 kann unter Ansteuerung des Schaltsignals Sh bzw. S5 ein Taktimpulssignal mit der Taktimpulsfrequenz fc zugeführt werden. Die Umsehaltschaltungen Xh bis 18 bilden zusammen eine Steuerschaltung (14-18) für die Speicher 11, 12 und 13· Ausgänge der Speicher 11, 12 und 13 sind mit Eingängen einer Addierschaltung 19 verbunden. Ein Ausgang der Addierschaltung 19 liegt über einen Digital-Analog-Wandler (D/A) 20, dem ein Taktimpulssignal mit der Taktimpulsfrequenz fc zugeführt wird, an dem Ausgang 3· Der Wandler 20 kann fehlen, wenn der Kanal h für Übertragung oder Speicherung digitaler Information geeignet ist. Vorausgesetzt wird, dass der Kanal h für analoge Signalverarbeitung geeignet ist,

Die Wirkungsweise des Informationsgebers nach Fig. 1 wird an Hand der in Fig. 3^a dargestellten Zeitdiagramme näher erläutert. Bei dem Signal S1 aus Fig. 3& ist durch pL eine Anzahl Horizontal-Perioden angegeben, wobei durch den verbundenen Zustand des Kontaktes T1 der Umschaltschaltung lh aus Fig. 1 gleichzeitig in den Speicher 11 eingeschrieben und aus demselben ausgelesen wird. Bei den Signalen S2 und S3 ist durch TL eine Horizontal-Periode bezeichnet. Die in Fig. 1 bei der Steuerschal-

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tung (14-18) dargestellten Schalterstellungen passen zu der angegebenen Horizontal-Period© TL. Fs stellt »loh heraus, dass in die Speicher 12 und 13 nicht während der ganzen Anzahl Horizontal-Perioden PL geschrieben wird, sondern während der Hälfte derselben (-g- PL) . Dabei wird entsprechend den in Fig. 3a dargestellten Schaltsignalen S2 und S3 mit der halben Horizontal-Frequenz und mit der umgekehrten Polarität der Farbartinformationsanteil U der einen Zeile in den Speicher 12 geschrieben und der Anteil V der folgenden Zeile in den Speicher 13. Statt dieser

Abwechselung können dadurch, dass die Schaltsignale S2 und S3 identisch gewählt werden, die Anteile U und V derselben . Zeile geschrieben und die der folgenden Zeile gespeichert werden. Aus den Signalen SO₉ S1, S2 und S3 nach Fig. 3a geht hervor, dass von einer eine Vertikal-Periode TV umfassenden Anzahl Horizontal-Perioden mL die Leuchtdichteinformation der Anzahl Horizontal-Perioden pL in den Speicher 11 geschrieben wird und die Farbartinformation zur Hälfte (γ pL) in die Speicher 12 und 13 geschrieben wird. Dabei erfolgt das Schreiben in den Speicher 11 mit der Taktimpulsfrequenz fc und in die Speicher 12 und 13 mit der niedrigeren Taktimpulsfrequenz ■=· fc. Dadurch gelangt die Leuchtdichteinformation, die der Anzahl Horizontal-Perioden pL zugeordnet ist, in eine entsprechende Anzahl Horizontal-Speicherstellen pL in dem Speicher 11, während der Farbartinformationsanteil, der der Anzahl Horizontal-Perioden \ pL zugeordnet ist, in eine Anzahl Zeilenspeichersteilen ^ χ \ pL = γ pL. Obenstehendes ist bei den Speichern 11, 12 und 13 aus Fig. 1 durch pL, pL bzw. γ pL, γ qL bezeichnet. Wenn nach dem Schreiben der Information diese mit derselben Geschwindigkeit (der Taktimpulsfrequenz fc) aus den Speichern 11, 12 und 13 ausgelesen werden, ist das Ergebnis, dass die Speicher 12 und 13 eine Zeitkompres*· sion durchführen. Aus. den gegebenen Werten (γ pL nach γ qL) folgt ein Zeitkompressionsfaktor gleich ^. Bei dem Schaltsignal Sk aus Fig. 3a ist das mit der Taktimpulsfrequenz fc Auslesen des Speichers 12 während der Anzahl Horizontal-Perioden -g-qL näher bezeichnet. Dabei gelangt

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die Farbartinformation U in das zeitmultiplexkodierte Signal TDMS aus Fig. 3&· Danach, gelangt entsprechend dem Schaltsignal S5 die Farbartinformation V in das Signal TDMS. Dann tritt die zugeordnete Leuchtdichteinformation Y nach, der bei dem Signal S5 dargestellten Vertikal-Periodenverzbgerungszeit TV in dem Signal TDMS auf. In dem Signal TDMS tritt die Leuchtdichteinformation Y ungeändert bis zu der Grenzfrequenz von F MHz auf, während die Farbartinformation (u/v), insofern nicht bereits durch die

IQ Filter 6 und 7 beschränkt, durch die Zeitkompression in der Frequenz beschränkt ist und bis zu der Grenzfrequenz von & F MHz auftritt. In Fig. 3a ist von dem Signal TDMS ein bestimmter Aufbau gegeben. Zeitdauern mit den Informationen U, V und Y sind als Beispiel gegeben. In den zwischenliegenden Zeitdauern können in dem Signal TDMS Synchron— und Identifikationsinformationen sowie Toninfor— mationen vorhanden sein. In dem gegebenen Beispiel tritt in dem Signal TDMS Vertikal-Synchroninformation in Vertikal -Austastzeiten zwischen den zusammengehörenden Informationen TJ und V auf.

Das zeitmultiplexkodierte Signal TDMS aus Fig. 3a würde bei Wiedergabe ohne weiteres an einem Wiedergabeschirm ein Bild mit unterschiedlichen Informationen in im wesentlichen drei in der Horizontal-Abtastrichtung liegenden horizontalen Streifen geben. In einem zentral liegenden Mittenstreifen mit der Anzahl p-Horizontal-Perioden würde die Leuchtdichteinformation einer bestimmten Vertikal-Periode TV auftreten. Darüber würde in dem Streifen mit der Anzahl \ q Horizontal-Perioden der zugeordnete Farbartinformationsanteil V auftreten. In dem untersten Streifen mit der Anzahl -jr q Horizontal-Perioden würde der Farbartinf ormationsanteil U, der der folgenden Vertikal-Periode zugeordnet ist, auftreten. Auf diese Weise tritt der dem genannten Mittenstreifen der Leuchtdichteinformation Y zugeordnete Farbartinformationsanteil U am Ende der vorhergehenden Vertikal-Periode auf.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform eines Informationsempfängers dargestellt,, der aus dem Ubertragungs-

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bzw. Signalspeicherkanal k das zeitmultiplexkodierte Signal TDMS an einem Eingang 21 einer Dekodierschaltung zugeführt bekommt. Die Dekodierschaltung 22 nach Fig. 2 ist was die Wirkung anbelangt, im wesentlichen der Kodierschaltung 2 von Fig. 1 komplementär d.h., dass an den Ausgängen 23, 2k bzw. 25 der Dekodierschaltung 22 eine Leuchtdichteinformation Y und Farbartinformationsanteile U und V auftreten, die den in der Kodierschaltung 2 verarbeite ten Teilen der Informationen Y, U und V möglichst entsprechen« Denn die der Anzahl Horizontal-Perioden pL zugeordnete Information wird für die Leuchtdichte völlig und für die Farbart zur Hälfte verarbeitet.

In der Dekodierschaltung 22 ist der Eingang 21 an den Eingang eines Tiefpassfilters 26 mit einer Grenzfrequenz von F MHz gelegt. Das Filter 26 sperrt HF-Informationen, wie diese bei einer Frequenzmultiplexausbildung bei dem Kanal k auftreten können. Der Ausgang des Filters 26 liegt über einen Analog-Digital-Wandler 27, dem ein Taktimpulssignal mit der Frequenz fc zugeführt wird, an Eingängen zweier Speicher 28 und 29 von dem Typ mit unterschiedlichen Schreib- und Lesegeschwindigkeiten. Zu dem Speicher 28 gehören zwei Umsehaltschaltungen 30 und 3T » Über die eine Taktimpulssignalzufuhr mit einer Taktimpulsfrequenz von ¹^ fc bzw. fc zum Lesen bzw. Schreiben unter Ansteuerung eines Schaltsignals S6 bzw. S7 erfolgt. Auf gleiche Weise sind mit dem Speicher 29 zwei Umschaltschaltungen 32 und 33 verbunden, denen die Umsehaltsignale S6 bzw. S8 zum Lesen und Schreiben zugeführt werden. Die Umschaltschaltungen 30 bis 33 bilden zusammen eine Steuerschaltung (30-33) für eine Zeitmultiplexdekodierung und eine Zeitdekompression.

Der Ausgang des Speichers 28 bzw. 29 ist unmittelbar und über eine Verzögerungsanordnung 3k bzw. 35 mit einer Verzögerungszeit gleich einer Horizontal-Periode TL mit einer Umsehaltschaltung 36 bzw. 37 verbunden. Die Umsehaltschaltungen 36 und 37 sind mit drei Umschaltkontakten T1, T2 und T3 ausgebildet, wobei die Umschaltung unter Ansteuerung eines Umschaltsignals S9 bzw. SlO er-

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folgt. Der Kontakt T1 ist unmittelbar mit dem Speicherausgang verbunden und der Kontakt T2 liegt an einem Verzögerungsanordnungsausgang. Der Kontakt T3 liegt an einer Bezugsinformation Ref. Der Ausgang der Umsehaltschaltung 37 bzw. 36 liegt über einen Digital-Analog-Wandler 38 bzw. 39» denen ein Taktimpulssignal mit der Frequenz ■* fc zugeführt wird, an einem Eingang eines Tiefpassfilters 4θ bzw. 41 mit einer Grenzfrequenz gleich ■** F MHz. Der Ausgang des Filters 4θ bzw. 41 liegt an dem Ausgang 24 bzw. 25.

Der Ausgang 23 liegt an dem Ausgang einer Umschalt schaltung 42, die mit zwei Umschaltkontakten T1 und T2 ausgebildet ist. Der Kontakt T1 ist mit dem Ausgang des Filters 26 verbunden und dem Kontakt T2 wird die Bezugsinformation Ref zugeführt. Die Bezugsinformation Ref. ent- spricht einer Schwarzpegelbezugsinformatxon bei Fernsehen.

In Fig. 3b sind das empfangene Signal TDMS und die Umschaltsignals S6 bis S10 mit Zeitdiagramme aufgetragen. Die bei Fig. 3a gegebenen Zeitdauern mit den Anzahlen Horizontal-Periode pL und \ qL entsprechen denen bei Fig. 3b, wobei das Schreiben und Lesen vertauscht sind. So wird unter Ansteuerung des Signals S7 die empfangene information U in den Speicher 28 eingeschrieben und zwar mit der Taktimpulsfrequenz fc (in der Zeitdauer γ qL). Danach wird auf gleiche Weise der Speicher 29 mit der Information V unter Ansteuerung des Signals S8 gefüllt. Daraufhin wird an dem Ausgang des Filters 26 die Leuchtdichteinformation Υ verfügbar. In der Zeitdauer mit der Anzahl Horizontal-Perioden pL aus Fig. yb gibt die Umschaltschaltung 42 die Leuchtdichteinformation Y zu dem Ausgang 23 weiter, während entsprechend den Signalen S9 und S1O die Umsehaltschaltungen 36 und 37 mit der halben Horizontal-Frequenz zwischen den Kontakten T1 und T2 umschalten« Da bei Fig. 3a das gegenphasige Schalten durch die Signale S2 und S3 vorausgesetzt ist, tritt dies auch bei den Signalen

3b S9 und SlO auf. In Fig. 3b ist eine Horizontal-Periode TL bezeichnet,und zwar bei den Signalen S9 und S10, zu welcher Horizontal—Periode die in Fig. 2 dargestellten Schalter— Stellungen gehören. An den Ausgängen 24 und 25 treten die

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Farbartinformationsanteile U und V unmittelbar zu der Leuchtdichteinformation Y passend und um nur eine Horizontal-Periode TL verzögert auf.

Aus den Signalen S6, S9 und SIO aus Fig. 3b und den Umsehaltschaltungen 42, 36 und 37 auü Fig. 2 folgt, dass bei Wiedergabe der Informationen Y, U und V an einem Wiedergabeschirm vorhanden an den Ausgängen 23, 24 bzw. ein Schwarzpegel vorhanden ist ausserhalb der Anzahl Horizontal-Perioden pL je Vertikal-Periode TV. Im Vergleich zu der in Normen festgelegten Wiedergabe von 0,92 m Horizontal~Perioden je Vertikal-Periode TV bei einem Bildformat von 4i3» folgt, dass bei ungeänderter Wiedergabe ein schmaler schwarzer Streifen über und unter dem viel breiteren Mittenstreifen der Anzahl Horizontal-Perioden pL vorhanden ist. Dabei ist in dem wiedergegebenen Bild die Leuchtdichteinformation Y mit maximaler Bandbreite vorhanden, was zu einer maximalen Einzelheitwiedergabe in der horizontalen Richtung führt. Die Einführung des Schwarz— pegels mit dem Bezugswert Ref. verhindert einerseits ein Übersprechen von Information des wiederzugebenden Bildes zu dem oberen und unteren Streifen und andererseits sind diese Streifen nun ungestört für Wiedergabe anderer Information verfügbar.

Für die Wahlen der Anzahlen von ρ und-q Horizontal-Perioden, wobei die Summenzahl ρ + q kleiner sein muss als die Anzahl m die Vertikal-Periode TV bildender Horizontal-Perioden TL, kann von unterschiedlichen Anforderungen ausgegangen werden. Dabei stellt die durch die Farbartzeitkompression eingeführte Bandbreitenbeschränkung eine obere Grenze an die Zeitkompression. In der Praxis stellt es sich heraus, dass eine akzeptierbare Bildqualität bei Wiedergabe vorhanden ist, wenn die Bandbreite der Färb art information auf -j^-Teil von der der Leuchtdichteinformation beschränkt ist. Es folgt ein maximaler/optimaler Zeitkompressionsfaktor -^ = -^. Ausgehend von dem Faktor q/p = ■£ folgt für die Anzahl p, dass diese kleiner sein muss als 4/5 m. In dem Fall eines genormten Fernsehsystems "mit m = 312,5. Horizontal-Perioden je Vertikal-

Periode folgt als obere Grenze ρ = 250. Dabei gibt es keinen Raum in der Vertikal-Periode zum Einfügen von Vertikal-Synchroninformation. Deswegen wird als geeignete Wahl genannt: ρ = 248, wobei für q/p = -ς folgt: q s 62. In genormten Fernsehsystemen werden von den m-Horizontal-Perioden je Vertikal-Periode 0,92 m Horizontal-Perioden für die Wiedergabe von Information benutzt, so dass für m = 312,5 gilt» dass 287,5 Horizontal-Perioden zur Wiedergabe verfügbar sind. Gegenüber einem Bild mit 288 Zeilen folgt, dass bei ρ = 248 Horizontal-Perioden ein schwarzer Ober und Unterstreifen von maximalen 20 Zeilen bei Wiedergabe auftreten kann.

Für eine Fernsehnorm mit m = 262,5 Horizontal-Perioden je Vertikal-Periode folgt bei ^- = -jj- als obere Grenze ρ = 210. Dabei wird als geeignete Wahl genannt ρ = 208, wobei für q folgt: q = 52. Gegenüber dem genormten Bild mit 0,92 m = 242,5 Horizontal-Perioden folgt gegenüber dem Wert 244, dass es einen schwarzen Ober- und Unterstreifen geben kann von maximal 17 Zeilen. In der Praxis besteht das wiedergegebene Bild aus weniger als der dazu genormten Zeilenzahl, so dass die Streifen schmäler sein werden.

In den genannten Normen ist für das Bildformat der Wert 4:3 festgelegt. Ausgehend von einem ebenfalls festgelegten Vertikal-Austast-Vertikal-Periodenverhältnis gleich 0,08 folgt, dass zum Erhalten eines Bildformats gleich mehr oder weniger 5!3 die Anzahl ρ Horizontal-Perioden in der Grössenordnung des Wertes 0,8 χ 0,32 m = 0,736 m liegen muss. Das Bildformat gleich 5s3 passt zu Grossbildfilmen und ist für Hochzeilenfernsehen vorgeschlagen worden. In dem Fall von m = 312,5 Horizontal-Perioden je Vertikal-Periode folgt ρ = 230, und in dem Fall von m = 262,5 Horizontal—Perioden jie Vertikal—Periode folgt ρ = 193»2. Wenn ein Zeitkompressionfaktor q/p gleich

^3a T/3 gewählt wird, kann in dem ersten Fall für ρ = 228 und q = 76 mit einem Bildformat gleich 5»05 5 3 und in dem zweiten Fall für ρ = 192 und q = 64 mit einem Bildformat gleich 5,03 : 3 gewählt werden. Die in Fig. 1 dargestellte

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Ausführungsf ortn der Kodierschaltung 2 und die in Fig. 2 gegebene Ausführungsform der komplementären Dekodierschaltung 22 sind auf einfache Weise ausgebildet und passen zu dem in Fig_e 3& und 3b gegebenen Aufbau des zeitmultiplexkodierten Signals TDMS. Statt des beschriebenen Aufbaus in der Vertikal-Periode TV mit der Reihenfolge V, Y, U (des folgenden Bildes), führend zu gleichsam drei horizontalen Streifen, können der Ober- und Unterstreifen verteilt sein, vertikal und/oder horizontal, zum Enthalten der Farbartinformation. Weiterhin können statt ein und derselben

Sehreibgeschwindigkeit bei den Speichern 12 und 13 für die Farbartinformationsverarbeitung unterschiedliche Schreib-■ geschwindigkeiten angewandt werden. Dies gilt insbesondere für das NTSC-System mit den unterschiedlichen Bandbreiten für die I- und Q-Farbartinformationsanteile. Dabei kann jeder Anteil seinen eigenen angepassten Zeitkompressionsfaktor haben. Es gilt nur, dass der mittlere Zeitkompressionsfaktor q/p so gross sein muss, dass die gewünschte Farbartinforraation bis zu der Anzahl Horizontal-Perioden qL komprimiert werden kann. Der bei Fig. 1 beschriebene konstante Zeitkompressionsfaktor ist am einfachsten.

Die Verwendung bei der Kodierschaltung 2 des Speichers 11, das, wie bei dem Signal S5 aus Fig. 3a angegeben, die Verzögerungszeit um die Vertikal-Periode TV versorgt, führt dazu, dass die Dekodierschaltung 22 mit nicht mehr Speichern ausgebildet zu werden braucht als mit den zwei Dekompressionsspeichern 28 und 29. Ausgehend von einem einzigen Informationsgeber als Sender und vielen Informationsempfängern ist es am günstigen, dass letztere möglichst einfach ausgebildet sind.

Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

Farbfernsehübertragungs- bzw. -informations-

speichersystem mit Zeitmultiplexkodierung, welches System mit einem Informationsgeber, mindestens einem Informationsempfänger und einem Übertragungs- bzw. Informations-Speicherkanal zwischen dem Geber und dem Empfänger ausgebildet ist, welcher Informationsgeber mit einer Signalquelle zum Liefern von Signalen mit Leuchtdichte—, Farbart-, Synchron— und Identifikationsinformation und mit einer Kodierechaltung für eine Zeitmultiplexkodierung wenigstens eines Teils der genannten Signale, gegebenenfalls nach einer Zeitkompression derselben, versehen ist, welche Kodierschaltung mit einem Ausgang zum Abgeben eines zeitmultiplexkodierten Signals zur Übertragung über den Übertragungskanal bzw. zur Speicherung in dem Informations-

•J5 Speicherkanal versehen ist, welcher Informationsempfänger mit einer mit dem genannten Kanal gekoppelten Dekodier— schaltung versehen ist, die im wesentlichen komplementär zu der genannten Kodierschaltung, zum Abgeben von Signalen mit wenigstens Leuchtdichte- und Farbartinformation geeignet ist, welche Information zum grossen Teil der von der Signalquelle in dem Informationsgeber gelieferten Information entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kodierschaltung (2) zum Abgeben eines zeitmultiplexkodierten Signals an dem Ausgang (3) mit während einer Anzahl von ρ Horizontal-Perioden einer Vertikal-Periode der nahezu nicht-komprimierten Leuchtdichteinformation und mit während einer Anzahl von q anderer Horizontal-Perioden dieser Leuchtdichteinformation zugeordneter komprimierter Farbartinformation geeignet ist, die in Anzahlen von γ q-Horizontal-Perioden einer Vertikal-Periode jeweils eine von zwei je Horizontal—Periode auftretenden Farbart— injTormationsauteilen komprimiert enthält, wobei eine Anzahl (p+q) kleiner ist als eine Anzahl von m eine Verti-

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kal-Periode bildender Horizontal-Perioden und ein Faktor q/p mindestens nahezu gleich, einem mittleren Zeitkompressionsfaktor der gegenüber der Leuchtdichteinformation komprimierten Farbartinformation ist.

2. Farbfernsehsystem nach Anspruch. 1, dadurch ge— kennzeichnet ρ dass für den Zeitkompressionsfaktor q/p gilt: q/p = ■£■» wobei ρ kleiner ist als 4/5 nr.

3ο Farbfernsehsystem nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer Signalquellenausführungsform (1) zum Liefern von Signalen mit einem Bildformat von mehr oder weniger gleich 4s3 bei Wiedergabe an einem Wiedergabeschirm und mit einem Vertikal-Austast-Vertikal-• Periodenverhältnis gleich 0,08 zum Erhalten eines Bildformats von mehr oder weniger gleich 5O die Anzahl ρ Horizontal-Perioden in der Grössenordnung des Wertes 0,8 χ 0,92 m = 0,736 m liegt.

4_o Farbfernsehsystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall m = 312,5 Horizontal-Perioden je Vertikal-Periode für die Anzahl ρ Horizontal—Perioden gilts ρ = 228 und für den Zeitkompressionsfaktor q/p gilt:

q/p « 1/3.

5» Farbfernsehsystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall m = 262,5 Horizontal-Perioden je Vertikal-Periode für die Anzahl ρ Horizontal-Perioden gilts ρ = 192 und für den Zeitkompressionsf.aktor q/p gilt:

q/p = 1/3.

60 Farbfernsehsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bei Verwendung einer Signalquelle (i) zum Liefern von Farbartinformationsanteilen mit unterschiedlichen Bandbreiten in Horizontal-Perioden für die Anteile unterschiedliche angepasste Zeitkompressionsfaktoren gibt.

7„ Informationsgeber geeignet zum Gebrauch in einem Farbfernsehsystem nach einem der verstehenden Ansprüche, wobei die Kodierschaltung für die Zeitkompression mit Speichern mit unterschiedlichen Schreib- und Lesegeschwindigkeiten ausgebildet ist, welche Speicher, verbunden mit einer Steuerschaltung für die Zeitmultiplexkodierung, in

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untersch.iedlicb.en Zeitdauern auslesbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kodierschaltung (2) mit einem mit der Steuerschaltung (14 bis 18) verbundenen Speicher (11) ausgebildet ist, der dadurch mit derselben Schreib- und Lesegeschwindigkeit für die Leuchtdichteinformation wirksam ist, und zwar während der Anzahl von ρ aufeinanderfolgenden Horizontal-Perioden.

8. Informationsgeber nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Kodierschaltung (2) mit zwei während zweier Anzahlen von \ q aufeinanderfolgenden Horizontal-Perioden beim Lesen wirksamen Speichern (12, I3) mit unterschiedlichen Schreib- und Lesegeschwindigkeiten zum Verarbeiten der Farbartinformationsanteile ausgebildet ist. 9· Informationsempfänger, geeignet zum Gebrauch in einem Farbfernsehsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Dekodierschaltung für die Zeitdekompression mit Speichern mit unterschiedlichen Schreib- und Lesegeschwindigkeien ausgebildet ist, welche Speicher, verbunden mit einer Steuerschaltung für die Zeitmultiplexdekodxerung in unterschiedlichen Zeitdauern einschreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekodierschaltung (22) mit Umschalt schaltungen (36, 37» 4-2) ausgebildet ist, wodurch in den Vertikal-Perioden ausser der Anzahl ρ aufeinanderfolgender Horizontal-Perioden, statt der Leuchtdichte- und der Farbartinformaion, eine Schwarzpegelbezugsinformation verfügbar ist.

10. Informationsempfänger geeignet zum Gebrauch in einem Farbfernsehsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zusammen mit einem Informationsgeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekodierschaltung (22) mit zwei während zweier Anzahlen -§■ q aufeinanderfolgender Horizontal-Perioden beim Schreiben wirksamen Speichern (28, 29) mit unterschiedlichen Schreib- und Lesegeschwindigkeiten zum Verarbeiten der Farbartinformationsanteile ausgebildet ist.