DE1021415B

DE1021415B - Method for the transmission of television pictures

Info

Publication number: DE1021415B
Application number: DET6363A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Runge
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1952-06-19
Filing date: 1952-06-19
Publication date: 1957-12-27

Description

Verfahren zur Übertragung von Fernsehbildern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur übertragung von Fernsehbildern, bei welchem die den einzelnen Bildpunkten :entsprechenden Helligkeitswerte nacheinander übertragen werden. Bei den gebräuchlichen Verfahren erfolgt die zeilenweise Abtastung des Bildfeldes auf der Sende- wie auf der Empfangsseite mittels eines Abtaststrahls, dessen Ouerschnitt etwa die Größe des Bildpunktes hat und die Bildschärfe, d. h. die Größe der auf dem Empfangsbild noch erkennbaren Einzelheiten bestimmt. Beim Abtasten des ganzen Bildfeldes mit gleichförmiger Geschwindigkeit und gleichbleibender Größe des Bildpunktes, d. h. gleichbleibender Rasterzahl, erstrecken sich die Helligleeitsschwankungen über ein Frequenzband, das theoretisch von Null bis zu einer oberen Grenzfrequenz gleich i/2 - n - r reicht, wobei n die Zahl der Bildwechsel in der Sekunde und r die Zahl der in einem Bildfeld enthaltenen Rasterelemente bedeutet. Dies ist bei Einseitenbandübertragung auf einer hochfrequenten Trägerwelle gleichzeitig die -Mindestbandbreite des für eine Fernsehübertragung ohne Tonbegleitung bereitzustellenden Frequenzkanals.Method for the transmission of television images The invention relates to a method for the transmission of television images, in which the brightness values corresponding to the individual pixels are transmitted one after the other. In the usual methods, the image field is scanned line by line on the sending and receiving side by means of a scanning beam whose cross-section is approximately the size of the image point and determines the image sharpness, ie the size of the details still recognizable on the received image. When scanning the entire image field with uniform speed and constant size of the image point, i.e. constant grid number, the brightness fluctuations extend over a frequency band that theoretically extends from zero to an upper limit frequency equal to i / 2 - n - r , where n is the number of Image change per second and r means the number of raster elements contained in an image field. In the case of single sideband transmission on a high-frequency carrier wave, this is also the minimum bandwidth of the frequency channel to be provided for television transmission without audio accompaniment.

Als Liniensteuerung bezeichnet man ein anderes bekanntes Bildübertragungsverfahren, bei welchem die Geschwindigkeit des Abtaststrahls als Funktion der abgetasteten örtlichen Lichtintensität verändert wird. Theoretisch sollte bei diesem übertragungsverfahren bei gleicher Bildschärfe das Frequenzband erheblich schmaler werden. Die praktische Durchbildung dieses Verfahrens gestaltete sich jedoch so schwierig und unbefriedigend, daß es im Anfangsstadium steckenblieb und nicht weitergeführt wurde.Another known image transmission method is called line control, at which the speed of the scanning beam as a function of that scanned local light intensity is changed. Theoretically, this transmission method should With the same image sharpness, the frequency band can be considerably narrower. The practical one However, the implementation of this procedure turned out to be so difficult and unsatisfactory that that it got stuck in the early stages and was not continued.

in der praktischen Fernsehtechnik konnte sich bis heute nur die Bildabtastung mit gleichförmiger Abtastgeschwindigkeit und gleichbleibender Bildschärfe behaupten. Nach einem bekannten Vorschlag kann jedoch der Zwiespalt, daß man einerseits eine ähnlich große Bildschärfe wie beim Filmprojektionsbild erzielen möchte, aber die Breite der verfügbaren Frequenzkanäle andererseits diesem Bestreben entgegensteht, dadurch gelöst werden, daß bei der `-Miedergabe von Bildern, die aus fortlaufend abgetasteten Punkten zusammengesetzt sind, scharfe und unscharfe Bildelemente miteinander gemischt werden und daß die Verteilung der scharfen und der unscharfen Komponenten ständig so verändert wird, daß jeder Teil der Bildfläche des übertragenen Bildes gegebene Schärfebedingungen periodisch durchläuft. Es ist auf diese Weise möglich, eine sehr erhebliche Ersparnis an der Breite des ausgesandten Frequenzspektrums unter Beibehaltung der Feinheit des sonst mit gleichbleibender Cveschwindigkeit zerlegten Bildes zu erzielen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zeilenweisen Übertragung von Fernsehbildern, bei welchen ein Teil des Bildfeldes, der periodisch im Verlauf von nicht mehr als wenigen Sekunden über das ganze Bildfeld verschoben wird, mit größerer Schärfe und geringerer Geschwindigkeit abgetastet wird als der Rest des Bildfeldes, und besteht darin, daß der von diesem Verfahren nicht in Anspruch genommene Teil desjenigen Frequenzbande, das zur gleichmäßig schnellen Übertragung aller Bildpunkte mit größter Schärfe erforderlich wäre, zur Übertragung des Farbinhaltes des Bildes ausgenutzt wird. Es gelingt auf diese Weise, eine farbige Fernsehübertragung innerhalb des Frequenzbandes durchzuführen, das nicht breiter ist als das Frequenzband, das für die Übermittlung von Schwarzweißbildern mit gleichmäßiger Bildpunktschärfe benötigt wird.In the practical television technology until today only the image scanning could be used claim with uniform scanning speed and constant image sharpness. According to a known proposal, however, the conflict that one on the one hand one similarly large image sharpness as with the film projection image, but the On the other hand, the breadth of the available frequency channels opposes this endeavor, can be solved by the fact that in the `-playback of images that consist of continuous sampled points are composed, sharp and fuzzy picture elements with each other are mixed and that the distribution of the sharp and the unsharp components is constantly changed so that every part of the image area of the transmitted image periodically runs through given severity conditions. It is possible in this way a very considerable saving in terms of the width of the transmitted frequency spectrum while maintaining the fineness of the otherwise constant Cve speed to achieve decomposed image. The invention relates to a method for line-by-line Transmission of television images in which part of the image field is periodic shifted across the entire field of view in the course of no more than a few seconds is scanned with greater sharpness and slower speed than the Remainder of the field of view, and that is that of this method does not take up Taken part of that frequency band that is used for uniformly fast transmission of all pixels with the greatest sharpness would be required for the transmission of the color content of the image is used. In this way, a color television broadcast is possible perform within the frequency band that is not wider than the frequency band, that for the transmission of black and white images with uniform pixel sharpness is needed.

Eine Einsparung an Frequenzbandbreite läßt sich dadurch erreichen, daß der jeweils mit voller Bildschärfe wiedergegebene Bildteil langsamer und der gröber zerlegte Rest des Bildes entsprechend schneller abgetastet wird. Es ist leicht einzusehen, daß die höchstens in Anspruch genommene Frequenzbandbreite im scharf gezeichneten Teil des Bildes infolge der geringeren Abtastgeschwindigkeit und im unscharf wiedergegebenen Teil trotz der dort größeren Abtastgeschwindigkeit infolge der größeren Ausdehnung des Bildelementes unter sonst gleichen Verhältnissen geringer ist als bei einer in derselben Zeit vor sich gehenden Übertragung des ganzen Bildfeldes mit derselben Schärfe wie der des scharf gezeichneten Teils. Da der bilderzeugende Abtaststrahl auf einer Flächeneinheit des scharf gezeichneten Flächenteils länger verweilt als auf einer Flächeneinheit der Restfläche, würde bei gleichbleibender mittlerer Strahlintensität erstere heller erscheinen als letztere. Um dies zu verhindern, muß die Strahlintensität in an sich bekannter Weise beim Übergang von dem scharf gezeichneten Flächenteil zur Restfläche gleichzeitig mit der Abtastgeschwindigkeit in umgekehrtem Sinne wie diese geändert werden. Verwendet man als Bildempfänger eine Braunsche Röhre, so läßt sich dies sehr einfach durch eine Änderung der Vorspannung einer die Strahistromdichte und/oder die Elektronengeschwindigkeit bestimmenden Elektrode bewerkstelligen.A saving in frequency bandwidth can be achieved by that the image part reproduced with full image sharpness is slower and the more coarsely decomposed rest of the image is scanned correspondingly faster. It is easy understand that the maximum frequency bandwidth used is sharp drawn part of the image due to the lower scanning speed and in blurred part despite the higher scanning speed there the larger expansion of the picture element under otherwise identical conditions less is than in the case of a transfer of the entire image field taking place at the same time with the same sharpness as that of the sharply drawn part. Since the image-generating The scanning beam is longer on a unit area of the sharply drawn area part lingers than on a unit area of the remaining area, would remain the same medium beam intensity, the former appear brighter than the latter. To prevent this, must be the beam intensity in itself known way at the transition from the sharply drawn area part to the remaining area simultaneously with the scanning speed in the opposite sense of how these are changed. Used as an image receiver a Braun tube, this can be done very easily by changing the bias voltage one determining the beam current density and / or the electron speed Accomplish electrode.

Der mit größerer Schärfe wie die Restfläche abgetastete Teil des Bildfeldes kann sich beispielsweise unter der Annahme waagerechter Bildzeilen über die ganze Höhe des Bildfeldes erstrecken und etwa ein Viertel der Bildfläche einnehmen; er wandert stetig oder ruckweise von links nach rechts über das ganze Bildfeld hinweg, so daß er dieses im Verlauf von nicht mehr als einigen Sekunden einmal überstrichen hat, worauf der Vorgang sich wiederholt. Die Signale, welche die synchrone Umschaltung der Abtastgeschwindigkeit am Sender und am Empfänger bewirken, können in ähnlicher Weise wie die Gleichlaufimpulse übertragen und aus dem Bildfrequenzgemisch abgesondert werden.The part of the image field that is scanned with greater sharpness than the remaining area can, for example, assume horizontal lines across the whole Extend the height of the image field and occupy about a quarter of the image area; he moves steadily or jerkily from left to right across the entire image field, so that he passed it over once in the course of no more than a few seconds has, whereupon the process repeats. The signals that make the synchronous switchover the scanning speed at the transmitter and the receiver can be similar Way as the synchronous pulses are transmitted and separated from the frame rate mixture will.

Bei einer anderen Anordnung erstreckt :ich der jeweils scharf gezeichnete Flächenteil als waagerechtes Band über die ganze Breite des Bildfeldes und schiebt sich von oben nach unten über das Bildfeld. Es ist dabei angenommen, daß der Zeilenabstand im ganzen Bildfeld derselbe ist. Diese Anordnung des scharf gezeichneten Flächenteils hat den Vorteil, daß jeweils eine ganze Gruppe von Bildzeilen mit derselben -,Ubtastgeschwindigkeit geschrieben wird und infolgedessen bei der Abtastung eines Bildfeldes nur zweimal ein Geschwindigkeitswechsel vorgenommen zu werden braucht.In another arrangement, I extend the one sharply drawn Area part as a horizontal band over the entire width of the image field and pushes from top to bottom across the image field. It is assumed that the line spacing is the same in the entire field of view. This arrangement of the sharply drawn area part has the advantage that a whole group of picture lines with the same scanning speed is written and consequently only twice when scanning an image field a speed change needs to be made.

Man kann aber auch den Zeilenabstand derart ändern, daß er im scharf gezeichneten Flächenteil kleiner ist als in der Restfläche. Es ist in diesem Falle möglich, in beiden Flächenabschnitten Bildelemente gleicher Form (quadratisch oder kreisrund) von verschiedener Größe zu verwenden. Wenn man es so einrichtet, daß auf die Restfläche infolge des dort größeren Zeilenabstandes nur ebenso viele Bildzeilen entfallen wie auf den scharf gezeichneten Flächenteil, braucht man die Abtastgeschwindigkeit beim Übergang von einem Flächenabschnitt zum anderen überhaupt nicht zu ändern, sondern lediglich den Zeilenabstand und die Größe des Bildelementes. Diese Rasterumschaltung kann wieder durch ähnliche Impulse wie die Gleichlaufimpulse bewirkt werden.But you can also change the line spacing so that it is sharp The drawn area part is smaller than in the remaining area. It is in this case possible, image elements of the same shape (square or circular) of various sizes. If you set it up so that only as many image lines on the remaining area due to the larger line spacing there if omitted as on the sharply drawn area, you need the scanning speed not to change at all when transitioning from one surface section to another, but only the line spacing and the size of the picture element. This raster switching can again be caused by pulses similar to the synchronous pulses.

Schließlich kann man diese beiden Anordnungen miteinander vereinigen, indem man den scharf gezeichneten Flächenteil nur auf einen Teil der Breite und Höhe des Bildfeldes beschränkt und ihn allmählich oder ruckweise über das ganze Bildfeld verschiebt.Finally, one can combine these two arrangements with one another, by reducing the sharply drawn area part only to a part of the width and The height of the field of view is limited and it gradually or jerkily over the whole Moves the image field.

Wenn das Bildfeld so groß ist, daß es nicht mehr in seiner ganzen Ausdehnung mit einem Blick erfaßt werden kann, pflegt der Beschauer seine Aufmerksamkeit vorwiegend der Bildmitte zuzuwenden. Dieser Gewohnheit kann man dadurch Rechnung tragen, daß man bei der periodischen Verschiebung des mit größerer Auflösung übertragenen Bildteils die Umgebung der Bildmitte häufiger oder länger mit größerer Auflösung überträgt als gleich große wandnahe Bildteile.When the field of view is so large that it is no longer in its entirety Extent can be grasped at a glance, the viewer cultivates his attention mainly to turn towards the center of the picture. This can be taken into account carry that one with the periodic shift of the transmitted with higher resolution Part of the image the area around the center of the image more often or longer with a higher resolution transfers as equally large parts of the picture close to the wall.

Claims

PATENT CLAIM: 'Learned for the line-by-line transmission of television images, in which a part of the image field, which is periodically shifted over the entire image field in the course of no more than a few seconds, is scanned with greater sharpness and slower speed than the rest of the image field characterized in that the part of that frequency band not used by this method, which would be required for the uniformly rapid transmission of all image points with the greatest sharpness, is used for the transmission of the color content of the image. Considered publications: German patent application F954 VIII a21 a 1 (published May 29, 1952); German patent specification No. 739 803.