DE1261876B

DE1261876B - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Aufnahme und/oder Wiedergabe eines Farbfernsehsignals, bei denen die Farbsignale zeilenweise nacheinander aufgezeichnet werden

Info

Publication number: DE1261876B
Application number: DET32270A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Bruch
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1966-04-09
Filing date: 1966-10-14
Publication date: 1968-02-29
Also published as: FR1518219A; DE1256686B; NZ150347A; AU1968767A; JPS5534636B1; US3560635A; JPS5715516B1; CH456687A; AU419149B2; NZ148389A; AU412751B2; AU2778967A; GB1185197A; AT271587B

Description

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Aufnahme und/oder Wiedergabe eines Farbfernsehsignals, bei denen die Farbsignale zeilenweise nacheinander aufgezeichnet werden Bei der Aufzeichnung eines FBAS-Farbfernsehsignals, das ein Helligkeitssignal und einen im Frequenzband des Helligkeitssignals liegenden Farbträger mit einer Frequenz von etwa 4 MHz enthält, werden sehr hohe Anforderungen an die Laufgenauigkeit des Aufzeichnungsträgers gestellt, weil die Phase (NTSC, PAL) oder die Frequenz (SECAM) des Farbträgers eine Farbinformation darstellt. Außerdem sind zusätzliche Schaltungsanordnungen zur Beseitigung der Fehler im Farbträger erforderlich, die durch Geschwindigkeitsschwankungen des Aufzeichnungsträgers entstehen. Solche Aufzeichnungsgeräte sind sehr teuer und für einfache Zwecke, z. B. für eine Heimkonserve, nicht geeignet.
Es ist eine Aufzeichnungsanlage für Farbfernsehsignale bekannt (deutsche Auslegeschrift 1106 799), bei der das vollständige FBAS-Farbvideosignal mit dem bei etwa 3 bis 4 MHz liegenden Farbträger aufgezeichnet wird. Um hierbei die durch Geschwindigkeitsschwankungen des Aufzeichnungsträgers entstehenden Fehler im Farbträger zu beseitigen, wird ein vom Band entnommenes Farbsynchronsignal oder ein Pilotträger in der Frequenz transportiert und mit dem in der Frequenz ebenfalls transponierten Farbträger so gemischt, daß dadurch ein phasenfehlerfreier Farbträger entsteht. Eine solche Aufzeichnungsanlage erfordert aber neben einer großen Aufzeichnungsbandbreite einen hohen Aufwand für die Beseitigung der im Farbträger entstehenden Fehler. Für einfache Aufzeichnungsgeräte, beispielsweise für Heimbedarf, ist diese Anlage nicht geeignet.
Es ist auch bekannt (britische Patentschrift 952 487), das Leuchtdichtesignal Y einerseits und eine Kombination der beiden Farbsignale, z. B. 1+Q, andererseits zeilenweise abwechselnd aufzuzeichnen. Da hier in jeder zweiten Zeile zwei voneinander unabhängige Farbsignale, z. B. I und Q, aufgezeichnet werden müssen, muß ein Farbsignal in der Frequenz verschoben, beispielsweise einem Farbträger aufmoduliert werden. Dies erfordert einen zusätzlichen Aufwand sowohl bei der Aufzeichnung als auch bei der Wiedergabe. Bei der Wiedergabe sind nämlich selektive Mittel und Demodulatoren erforderlich, um die beiden Farbsignale wieder voneinander zu trennen und zu demodulieren. Außerdem sind hier die die Bilddetails bestimmenden hohen Frequenzen des Leuchtdichtesignals nur in jeder zweiten Zeile aufgezeichnet, wodurch die Auflösung in vertikaler Richtung verschlechtert wird.
Für die Aufzeichnung von Schwarz-Weiß-Fernsehsignalen ist es auch bekannt (deutsche Auslegeschrift 1126 443), die hohen Frequenzen und die tiefen Frequenzen des Bildsignals zeilenweise abwechselnd aufzuzeichnen und bei der Wiedergabe jeweils das Signal eines Frequenzbereiches mittels einer Verzögerungsleitung für eine Zeilendauer in den Zeilen zu wiederholen, in denen es nicht aufgezeichnet ist. Dieses Verfahren ist nur für die Aufzeichnung von Schwarz-Weiß-Fernsehsignalen geeignet und auf die Aufzeichnung von Farbfernsehsignalen nicht ohne weiteres übertragbar, weil es sich nur mit der Aufzeichnung des Leuchtdichtesignals befaßt. Die Aufgabe, neben dem Helligkeitssignal zusätzlich Farbsignale aufzuzeichnen, tritt hier nicht auf.
Zur Vereinfachung der Aufzeichnung von Farbfernsehsignalen ist es auch bekannt, die die Grundfarben darstellenden Farbsignale schmalbandig, z. B. mit 2 MHz Bandbreite, zeilenweise nacheinander aufzuzeichnen und bei derWiedergabe eine bestimmte Farbe nur in jeder dritten Zeile zu schreiben. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß eine Farbe jeweils über zwei Zeilen nicht vorhanden ist. Dadurch wird die Helligkeit des wiedergegebenen Bildes verringert. Außerdem entsteht eine waagerechte Streifenstruktur.
Zur Vermeidung dieses Nachteils ist auch vorgeschlagen worden (ältere Patentanmeldung T 30887 VIII a/21 a1), das vom Aufzeichnungsgerät kommende Farbsignal mittels Verzögerungseinrichtungen mit der Verzögerung einer Zeilendauer jeweils in seinen Totzeiten zu wiederholen, so daß jedes Farbsignal in jeder Zeile verfügbar ist. Die Streifenstruktur wird dann weitgehend vermieden, weil in jeder Zeile alle drei Farbsignale vorhanden sind. Da das Farbsignal einer bestimmten Farbe nur in jeder dritten Zeile vom Aufzeichnungsgerät kommt und drei zeitlich aufeinanderfolgende Zeilen mit dem gleichen Farb- Signal einer bestimmten Farbe geschrieben werden, entsteht auch hier ein Schärfeverlust in vertikaler Richtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei diesem Aufzeichnungsverfahren die Schärfe in vertikaler Richtung und die Helligkeit des Bildes zu verbessern.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Schaltungsanordnung zur Aufnahme und/oder Wiedergabe eines Farbfernsehsignals, bei dem die verschiedene Farben darstellenden Farbsignale zeilenweise nacheinander aufgezeichnet werden.
Die Erfindung besteht darin, daß eine Signalkombination aufgezeichnet wird, die zeilenweise abwechselnd nur die tiefen Frequenzen der Farbsignale und in jeder Zeile ein die hohen Frequenzen enthaltendes Leuchtdichtesignal enthält.
Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis: Zur Erzielung einer möglichst großen Schärfe ist es bei der Aufzeichnung zweckmäßig vom Leuchtdichteanteil des Farbbildes, der für die Schärfe des Bildes maßgebend ist, so viel wie irgend möglich in jeder Zeile zu übertragen und dafür die sequentielle Farbübertragung auf ein möglichst schmales Frequenzband zu beschränken. Es hat sich gezeigt, daß für die sequentiellen Farbsignale eine Bandbreite von 600 kHz oder von nur 300 kHz völlig ausreichend ist.
Da nun bei der Erfindung die für die Schärfe maßgebenden hohen Frequenzen aller Farbsignale in jeder Zeile übertragen werden, wird die Schärfe in vertikaler Richtung gegenüber den bekannten und vorgeschlagenen Verfahren verbessert. Außerdem wird die Helligkeit des Bildes erhöht, weil bei den hohen Frequenzen in jeder Zeile alle Farbsignale beteiligt sind und daher weniger Information weggelassen wird als bei dem vorgeschlagenen Verfahren. Da die Bandbreite der sequentiellen Farbsignale wesentlich verringert wird, brauchen die Verzögerungsmittel zur Wiederholung dieser Farbsignale nur für einen kleineren Frequenzbereich ausgelegt zu werden.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
F i g. 1 zeigt eine Schaltung zur Herstellung der für die Aufzeichnung benötigten Signalkombination; F i g. 2 zeigt ein Prinzipschaltbild für die Wiedergabe; in F i g. 3 ist ein ausführliches Prinzipschaltbild für die Wiedergabe därgestellt; F i g. 4 zeigt eine spezielle Schaltung für die Wiederholung der unteren Frequenzen in ihren Totzeiten. In F i g. 1 werden die beiden Farbdifferenzsignale R - Y und B - Yin zwei Tiefpässen 1, 2 auf eine Bandbreite von z. B. etwa 600 kHz begrenzt und einer Matrix 3 zugeführt, der außerdem ein Leuchtdichtesignal mit einer Bandbreite von etwa 2 MHz zugeführt wird. Die Matrix 3 bildet an Ausgangsklemmen 4, 5, 6 jeweils Signalkombinationen, die etwa im Frequenzbereich von 0 bis 600 kHz aus den die Grundfarben darstellenden Farbsignalen R, G, B und etwa im Frequenzbereich von 600 kHz bis 2 MHz aus dem Leuchtdichtesignal Y bestehen, das aus allen drei Farbsignalen R, G, B zusammengesetzt ist. Die Signalkombinationen an den Klemmen 4, 5, 6 werden drei Eingängen eines zeilenfrequent betätigten Schalters 10 zugeführt. Von einer Klemme 7 wird eine Synchronimpulsreihe einer Aufspaltschaltung 8 zugeführt, die einen Ringzähler 9 mit Zeilensynchronimpulsen und Vertikalsynchronimpulsen steuert. Der Zähler 9 steuert den zeilenfrequenten Schalter 10, der zeilenweise nacheinander die Kombinationssignale an den Klemmen 4, 5, 6 einer Addierstufe 11 zuleitet, in der dem Signal von einer Leitung 12 außerdem ein vom Zähler 9 kommender Kennimpuls hinzugefügt wird. Dieser Kennimpuls, der z. B. einmal oder zweimal während der Vertikalaustastzeit aufgezeichnet wird, gibt an, daß gerade eine bestimmte Farbe, z. B. Rot, kommt. Dies ist notwendig, um bei der Wiedergabe die Farbsignale jeweils auf den zugehörigen Farbkanal zu schalten. Von der Addierstufe 11 gelangen zeilenweise abwechselnd die Kombinationssignale der Klemmen 4, 5, 6 auf das Aufzeichnungsgerät 13.
In F i g. 2 erscheinen an einer Klemme 14 zeilenweise nacheinander die vom Aufzeichnungsgerät 13 entnommenen Signale der Klemmen 4, 5, 6 in F i g. 1. Mit einer Weiche 15 wird dieses Kombinationssignal in die unteren Frequenzen bis 600 kHz und die oberen Frequenzen von 600 kHz bis 2 MHz aufgespalten. Die unteren Frequenzen werden der Reihenschaltung von zwei Verzögerungsleitungen 16, 17 zugeführt, deren Mittelpunkt und Ende an zwei Addierstufen 18, 19 angeschlossen sind. Die oberen Frequenzen werden ebenfalls den Addierstufen 18, 19 zugeführt. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende. Es sei angenommen, daß gerade das Farbsignal B mit dem Leuchtdichtesignal Y an der Klemme 14 steht. An der Klemme 20 steht dann direkt das Kombinationssignal B -f- Y. An der Klemme 21 steht das Signal G -I- Y, mit G aus der zeitlich vorangehenden Zeile, und an der Klemme 22 das Signal R -I- Y, mit R aus zwei zeitlich vorangehenden Zeilen. Während nun von Zeile zu Zeile die Signale B, G, R an den drei Klemmen 20, 21, 22 zeilenweise vertauscht sind, steht an diesen Klemmen ständig das Leuchtdichtesignal Y. Mit einem zeilenfrequent zwischen den Klemmen 20, 21, 22 umschaltenden Schalter wird nun jeweils ein Kombinationssignal dem zugehörigen Farbkanal zugeführt, z. B. das Kombinationssignal G -I- Y immer dem grünen Farbkanal. Im Bereich der hohen Frequenzen von 600 kHz bis 2 MHz sind in allen Farbkanälen stets alle Farbsignale vertreten, wodurch eine gute Auflösung in vertikaler Richtung und eine gute Helligkeit erzielt werden.
Eine Schaltung zur Wiedergabe mit zeilenfrequenten Schaltern 23, 24, 25 ist in F i g. 3 dargestellt. Die Schalter 23, 24, 25 werden von dem Ringzähler 9 wie in F i g. 1 so gesteuert, daß jeweils ein Ausgang eines Schalters immer das der gleichen Farbe zugeordnete Kombinationssignal liefert, das z. B. zur Steuerung einer Wiedergaberöhre verwendet werden kann. Die Aufspaltung des vom Aufzeichnungsgerät 13 kommenden Kombinationssignals in die tiefen Frequenzen und das Leuchtdichtesignal Y geschieht hier auf folgende Weise: Mit einem Tiefpaß 26, der ein Teil der Weiche 15 bildet, werden die tiefen Frequenzen bis 600 kHz herausgefiltert und wie in F i g. 2 den Verzögerungsleitungen 16, 17 zugeführt. Diese tiefen Frequenzen werden außerdem von dem Kombinationssignal in einer Subtrahierstufe 27 subtrahiert, so daß dadurch aus dem Kombinationssignal B -I- Y bzw. G + Y oder R -I- Y das reine Leucht dichtesignal Y an einer Leitung 28 entsteht. Diese Lösung hat den Vorteil, daß die tiefen Frequenzen am Ausgang des Tiefpasses 26 bzw. .an den unteren Eingängen der Addierstufen 18, 19 und die hohen Frequenzen des Leuchtdichtesignals Y an den oberen Eingängen der Addierstufe 18, 19 sich genau zum vollständigen Frequenzband ergänzen.
Die tiefen Frequenzen werden vor ihrer Zuführung zu den Verzögerungsleitungen 16, 1.7 einem Träger aufmoduliert, dessen Frequenz im Durchlaßbereich der Verzögerungsleitungen liegt (z. B. der üblichen Farbträgerfrequenz). Am Ausgang der Verzögerungsleitungen erfolgt dann wieder eine Demodulation. Eine solche Schaltung ist in F i g. 4 dargestellt. Die tiefen Frequenzen, die zeilenweise nacheinander die Farbsignale R, G, B darstellen und beispielsweise in F i g. 3 vom Tiefpaß 26 kommen, werden in einem Modulator 28 einem von einem Oszillator 29 kommenden Träger aufmoduliert. Dieser Träger gelangt auf die erste Verzögerungsleitung 16 und von dort auf die zweite Verzögerungsleitung 17. Die Spannung am Verbindungspunkt der Verzögerungsleitung 16, 17 und am Ausgang der Verzögerungsleitung 17 werden in zwei Demodulatoren 30, 31 demoduliert. An den Ausgangsklemmen a, b, c stehen dann wieder die tiefen Frequenzen aus einer Zeile, der zeitlich vorangehenden Zeile und zwei zeitlich vorangehenden Zeilen zur Verfügung.
Das in F i g. 2 und 3 selektiv vom Kombinationssignal getrennte Leuchtdichtesignal Y kann, anstatt den Farbsignalen R, G, B wieder zugesetzt zu werden, direkt der Helligkeitssteuerelektrode einer Bildröhre zugeführt werden. In F i g. 2 und 3 ist die Weiche 15 zur Vereinfachung nur in zwei Kanälen enthalten, und der unverzögerte Kanal (im Bild gerade B -f- Y) direkt an die Eingänge der Umschalter 23, 24, 25 angeschlossen. Grundsätzlich kann in allen Kanälen eine Aufspaltung erfolgen und zweimal nach Verzögerung und einmal unverzögert wieder zusammengesetzt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren und Schaltungsanordnung zur Aufnahme und/oder Wiedergabe eines Farbfernsehsignals, bei dem die verschiedene Farben darstellenden Farbsignale zeilenweise nacheinander aufgezeichnet werden, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß eine Signalkombination (R -I- Y, G -f- Y und B -I- Y) aufgezeichnet wird, die zeilenweise abwechselnd nur die tiefen Frequenzen der Farbsignale (R, G, B) und in jeder Zeile ein die hohen Frequenzen enthaltendes Leuchtdichtesignal (Y) enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Grenzfrequenz der tiefen Frequenzen etwa gleich der unteren Grenzfrequenz des Leuchtdichtesignals (Y) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Grenzfrequenz der tiefen Frequenzen etwa 600 kHz beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Grenzfrequenz des Leuchtdichtesignals (Y) etwa 2 MHz beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalkombination in einer Matrix aus den drei Farbdifferenzsignalen (R-Y, G - Y und B -- Y) gewonnen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalkombination in einet Matrix (3) aus zwei schmalbandigen Farbsignalen R - Y, B - Y) und einem breitbandigen Leuchtdichtesignal (Y) gewonnen wird (F i g. 1).
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichtesignal (Y) aus den hohen Frequenzen aller Farbsignale zusammengesetzt ist. B.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Wiedergabe das vom Aufzeichnungsgerät (13) entnommene Kombinationssignal mit selektiven Mitteln (15) in die tiefen Frequenzen der Farbsignale (R, G, B) und das Leuchtdichtesignal (Y) aufgespalten wird und die tiefen Frequenzen jeweils nur dem zugehörigen Farbkanal und das Leuchtdichtesignal (Y) ständig allen Farbkanälen zugeführt werden.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Wiedergabe das Leuchtdichtesignal (Y) dadurch gewonnen wird, daß die selektiv abgezweigten tiefen Frequenzen (R, G, B) von der vom Aufzeichnungsgerät (13) entnommenen Signalkombination subtrahiert werden (F i g. 3).
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die selektiv abgezweigten tiefen Frequenzen mittels zweier Verzögerungsleitungen (16, 17) mit je der Verzögerungszeit einer Zeilendauer in ihren Totzeiten wiederholt werden.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die tiefen Frequenzen einem im Durchlaßbereich der Verzögerungsleitungen (16, 17) liegenden Träger aufmoduliert werden, der dem Eingang der Reihenschaltung der beiden Verzögerungsleitungen (16, 17) zugeführt wird, und daß an den Mittelpunkt und das Ende der Reihenschaltung je ein den Träger demodulierender und die tiefen Frequenzen liefernder Demodulator (30, 31) angeschlossen ist (F i g. 4).
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingang, den Mittelpunkt und das Ende der mit den tiefen Frequenzen gespeisten Reihenschaltung der Verzögerungsleitungen (16, 17) jeweils die drei ersten, die drei zweiten und die drei dritten Eingänge von drei zeilenfrequenten Umschaltern (23, 24, 25) angeschlossen sind, die mit solcher Schaltphase betätigt werden, daß jeweils am Ausgang eines Umschalters das einer bestimmten Farbe zugeordnete Farbsignal in jeder Zeile verfügbar ist.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichtesignal (Y) ständig sämtlichen Eingängen oder den Ausgängen der drei Umschalter (23, 24, 25) zugeführt wird.
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Aufzeichnungsgerät (13) entnommene Signalkombination den ersten Eingängen der Umschalter (23, 24, 25) direkt zugeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1126 443, 1106 799; britische Patentschrift Nr. 952 487.