DE1487781A1

DE1487781A1 - Zeitmultiplexsystem fuer Ton- und Videosignale

Info

Publication number: DE1487781A1
Application number: DE19661487781
Authority: DE
Inventors: Kelly Hugh Powell
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1965-08-02
Filing date: 1966-07-19
Publication date: 1969-01-30
Also published as: GB1148962A; SE322808B; NL6610642A; US3423520A; DE1487781B2; BE684648A

Description

Western Electric Company Incorporated H. P. Kelly

New York - V. St. A

Zeitmultiplexsystem für Ton- und Videosignale.

Die Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen für die Übertragung des Ton und des Videoteils eines Fernsehsignals auf zeitlicher Basis über einen gemeinsamen Übertragungskanal und für die Wiedergewinnung des Tonteils des Signals im Empfänger.

Die U. S. Patentschrift 2, 260, 011 beschreibt ein System zur Übertragung eines zusammengesetzten Ton-Videofernsehsignals über einen gemeinsamen Kanal. Bei diesem System wird der Tonteil in dem Austastintervall des Videosignals zwischen den Teilen kodiert. Insbesondere treten die kodierten Tonimpulse entweder während des Synchronisierimpulses oder nach ihm auf, der innerhalb des gleichen Austastintervalls erscheint. Bei dieser Anordnung kann die Vorderflanke des Synchronisierimpulses der dem Tonimpuls stets um das gleiche Intervall vorausgeht benutzt werden, um die Torschaltung für die Wiedergewinnung des Tonsignals im Empfänger zu steuern. Somit kann das Öffnen der Wiedergewinnungstor schaltung genau zeitlich so abgestimmt werden, daß es zum Zeitpunkt des nächstfolgenden kodierten Tonimpulses auftritt, wobei die Verschlechterung des Tonteils durch die Video- und Rauschkomponenten klein gehalten werden.

Ö09805/0702

Unglücklicherweise hat man in der Praxis festgestellt, daß es nicht erwünscht ist den Synchronisierteil des Austastintervalls durch den kodierten Tonimpuls zu zerreißen. Weiterhin ist bei handelsüblichen Fernsehsystemen der Teil des Austastintervalls, der dem Synchronisierimpuls folgt, oftmals für das kodierte Tonsignal unzugänglich und zwar wegen des Vorhandenseins von Farbsynchronisierinforma- ' tionen oder dergleichen in diesem Intervall. Somit ist es in der Praxis oftmals notwendig, das zusammengesetzte Ton-Videofernseh- ^ signal so zu übertragen, daß der Tonteil im Anfangsbereich des

Austastintervalls auftritt, d. h., in demjenigen Bereich, der dem Synchronisierimpuls vorangeht.

Ein Nachteil bei der Übertragung eines zusammengesetzten Fernsehsignals, dessen Tonteil sich im Anfangsbereich befindet, besteht darin, daß die richtige zeitliche Abstimmung des Öffnens der Torschaltung zur Wiedergewinnung im Empfänger sehr schwierig ist. Wenn einerseits zum Beispiel die Einschaltung des Tonimpulses " in den Anfangsbereich durch den Synchronisierimpuls im vorangehenden Intervall gesteuert wird, dann ist die zeitliche Abstimmung der Wiedergewinnungstorschaltung nicht zuverlässig, weil das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Synchronisierimpulsen nicht stets konstant ist. Wenn andererseits der Tonimpuls unter Bezug auf den Synchronisierimpuls im gleichen Intervall eingeschaltet wird,dann ist die zeitliche Abstimmung der Wiedergewinnungstorschaltung kompliziert und aufwendig, weil sowohl im Sender als auch

909805/0702 ' ^{: :}"

im Empfänger Breitbandverzögenmgsnetzwerke verwendet werden müssen, die in der Lage sind, die Videosignalinformation um eine volle Zeile zu verzögern.

Die Anordnung der vorliegenden Erfindung liefert eine Lösung des Problems der Übertragung eines derartigen zusammengesetzten Fernsehsignals in einer Weise, die die Wiedergewinnung des Tonteils in genauer und nicht aufwendiger Weise ermöglicht. Bei diesem Verfahren werden kodierte Toninipulse in jedem Austastintervall des Videosignals dadurch registriert, daß zunächst (unter Ver- " wendung eines geeigneten Verzögerungsnetzwerks) ein Hilfsimpuls an einem ersten Punkt im Anfangsbereich in zeitlicher Beziehung zu einem Bezugspunkt des Synchronisierimpulses, der in diesem Intervall auftritt, eingeschaltet wird. Der kodierte Tonimpuls wird dann in denselben Anfangsbereich eingeschaltet, wenn eine erste vorbestimmte Zeit von der Einschaltung des Hilfsimpulses vergangen ist. Somit dient der Hilfsimpuls als Bezugszeitsignal für den unmittelbar folgenden Tonimpuls. Im Empfänger wird die Wieder- | gewinnungstorschaltung für das Tonsignal geöffnet, wenn eine erste vorbestimmte Zeit nach dem Empfang jedes Hilfsimpulses vergangen ist.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Einsetzen des Hilfsimpulses und des nachfolgenden kodierten Tonimpulses in den Anfangsbereich des Austastintervalls im Sender dadurch vorge-

909805/0102

nommeiij daß das Videosignal um eine Zeit verzögert wird, die gleich derjenigen des Anfangsbereichs ist. Die Verzögerung wird nach Auftreten eines vorbestimmten Bezugspunkts im Synchronisierimpuls begonnen. Der Hilfsimpuls wird erzeugt, nachdem eine Zeit, die gleich einem ersten Teil des Anfangsbereichs ist, seit dem Auftreten des Bezugspunkts verstrichen ist. Der Hilfsimpuls wird zu dem verzögerten Videosignal addiert, während der kodierte Tonimpuls zu dem gleichen Signal addiert wird, nachdem eine Zeit, die gleich einem zweiten Teil des Anfangsbereichs ist, von der Zeit der Addition des Hilfsimpulses verstrichen ist.

Ferner wird der Empfang eines zusammengesetzten Ton-Videosignals der obigen Art dadurch vorgenommen, daß die Wiedergewinnungstorschaltung geöffnet wird, wenn die erste vorbestimmte Zeit nach dem Empfang jedes Hilfsimpulses verstrichen ist. Es werden ein erster und ein zweiter Tonimpuls in zeitlicher Beziehung zum Empfang jedes Hilfsimpulses erzeugt. Der Hilfsimpuls und der kodierte Tonimpuls werden aus dem zusammengesetzten Ton-Videosignal unter Verwendung des ersten und des zweiten Tonimpulses entfernt.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und der beigefügten Zeichnungen voll verständlich.

Fig. 1 der Zeichnungen zeigt ein Blockschema der Sendeeinrichtung, die die Erfindung verkörpert.

909805/0702

Fig. 2 zeigt eine Reihe von Oszillograminen, welche Signale darstellen, die beim Betrieb der Einrichtung der Fig. 1 auftreten.

Fig. 3 zeigt ein Blockschema der Empfängereinrichtung, die die Erfindung verkörpert.

Fig. 4 zeigt eine Reihe von Oszillogrammen, die bei der Arbeitsweise der Einrichtung der Fig. 3 auftreten.

In der Einrichtung der Fig. 1 geht ein Eingangsvideosignal durch ein breitbandiges Verzögerungsnetzwerk 11, das dazu dient, das '

gesamte Signal um ein Intervall D zu verzögern. Ein typisches Videosignal ist in Fig. 2A dargestellt, während sein verzögertes Abbild, das am Ausgang des Netzwerks 11 erscheint, in Fig. 2B gezeichnet ist. Gleichzeitig wird das Videosignal zum horizontalen Synchronimpulsdetektor 12 geliefert, der in bekannter Weise auf einen Referenzpunkt (z.B. die Vorderflanke) des horizontalen Synchronimpulses anspricht und am Ausgang einen kurzen Impuls liefert, der den Zeitpunkt des Auftretens der Vorderflanke bezeich- ^

net. Der Ausgang des Detektors 12 geht dann zum Hilfszeitimpulsgenerator 13, der einen kurzen Impuls zu einer ausgewählten Zeit nach der Vorderflanke liefert. Fig. 2C zeigt den entstehenden Hilfszeitimpulszug, der sich in diesem Fall auf die Vorderflanke des horizontalen Synchronimpulses bezieht. Jeder vom Generator 13 ausgehender Hilfszeitimpuls tritt an einem Punkt im Anfangsteil des Austastintervalls zwischen den Zeilen auf, der dem Synchron-

909805/0702

impuls vorangeht. Der Hilfszeitimpuls wird dann im Kombinationsnetzwerk 14 zum verzögerten Videosignal addiert, um ein zusammengesetztes Signal der in Fig. 2D dargestellten Form hervorzubringen. Um eine rauschfreie Addition zu bewirken, kann vorzugsweise das Kombinationsnetzwerk 14 nur während desjenigen Teils jeder hori zontalen Zeilenperiode in Tätigkeit gesetzt werden, während der die Zeitimpulse zum Signal addiert werden können. Demgemäß wird das Synchronsignal des Detektors 12 verwendet, um die Steuerschsltung 15 zu betätigen, welche einen Torimpuls von genügender Breite erzeugt, um die kombinierende Tätigkeit der Einheit 14 zu steuern.

In gleicher Weise werden Tonsignale zur Tontasttorschaltung 16 geliefert, die an ihrem Ausgang eine Folge von kurzen Taktsignalen der angelegten Tonsignale liefert. Vorzugsweise erfolgt die Tastung unter dem Einfluß der Torsteuerschaltung 17, die durch den vom Detektor 12 ausgehenden Synchronimpuls betätigt wird und die Torimpulse mit einer Breite erzeugt, die gerade ausreicht, um die ψ Tastung zu bewirken. Die durch die Tasttorschaltung 16 gelieferten

Tontaktsignale, die typischerweise die in Fig. 2E dargestellte Form haben, werden zum Kombinationsnetzwerk 18 gegeben, wo sie zum Videosignal addiert werden (Fig. 2D), um ein zusammengesetztes Ausgangssignal der in Fig. 2F dargestellten Form zu erzeugen.

Wie vorher, wird vorzugsweise die Kombinations schaltung 18 nur während des Anfangsbereichs des Ausgangs signals in Tätigkeit gesetzt.

909805/0702

Dies kann dadurch geschehen, daß ein Torimpuls von der Steuerschaltung 19 unter dem Einfluß eines nichtverzögerten Synchronimpulssignals vom Detektor 12 geliefert wird.

Im in Fig. 3 dargestellten Empfänger wird das zusammengesetzte Signal (Fig. 4A) sowohl zum Hilfsimpulsdetektor 31 als auch zum Tontastsignalseparator 32 geliefert. In der Detektorschaltung 31 wird der Hilfszeitimpuls vom zusammengesetzten Videosignal getrennt. Der Detektor kann z„ B. aus einem Tornetzwerk ähnlich dem horizontalen Synchronimpulsdetektor 12 in Fig. 1 bestehen, danach ύ

jedoch auf das erste negative Signal in der letzten Hälfte des horizontalen Zeilenintervalls anspricht. Der wiedergewonnene Zeitimpuls wird verwendet, um die Separatorsteuerschaltung 33 zu betätigen, die einen Torimpuls zu einer vorbestimmten Zeit nach dem Zeitimpuls erzeugt. Er kann aus einem Zähler, einem Multivibrator oder dergleichen bestehen. Der Torimpuls wird zum Tontaktsignalseparator 32 geliefert, um einen Weg zwischen dem Eingangskreis für das zusammengeeetzte Signal und dem Tontastsignaldetektor herzustellen. Dementsprechend werden Tontastsignale von der in Fig.4B dargestellten Form zum Detektor 34 gegeben. Die festgestellten Tontastsignale entsprechen den in der Torschaltung 16 im Sender erzeugten und bilden den Tonausgleich.

Das zusammengesetzte Signal des Separators 32, das vermutlich noch den Hilfszeitimpuls und die Tontastsignale enthält wird dann

909805/0702

zur Impuls- und Tontastsignaltorschaltung 35 gegeben, wo sowohl der Hilfszeitimpuls als auch die Torirapulse aus dera zusammengesetzten Signal entfernt werden.

Um die Entfernung der Zeit- und Tonimpulse zu bewirken, werden in der Steuerschaltung 36 zwei Torimpulse erzeugt. Vorzugsweise werden die Torimpulse zu dem gleichzeitig auftretenden Ausgangsintervall mit Hilfe des von der Einheit31 erzeugten Hilfszeitimpulses in Beziehung gebracht. Die Steuerschaltung 36 erzeugt dementspre-

P chend eine Folge von Impulsen der in Fig.4C dargestellten Form,

um alle negativen Signale zu vernichten oder zu entfernen, die im Anfangsteil auftreten, d. h., den Hilfszeitimpuls. Die Impulse der Fig. 4C sind zeitlich so abgestimmt, daß sie nach der Mitte der vorangehenden Zeilenabtastung des Videosignals beginnen wobei die genaue Zeit des Beginns nicht kritisch ist. Dadurch, daß der Impuls nach der Mitte der Zeilenabtastung beginnt, stört dieser Impuls diese Ausgleichs impulse und dergleichen nicht, die während des vertikalen Austastintervalls des Videosignals vorhanden sind.

Die Impulse sind zeitlich so abgestimmt, daß sie bis nach der bekannten Position des Zeitimpulses im Anfangsbereich andauern, daß sie jedoch vor dem Ende dieses Bereichs beendet sind, d.h., vor der Vorderflanke des horizontalen Synchronimpulses. Da der Zeitimpuls zur Vorderflanke des Synchronimpulses durch eine bekannte Verzögerung (D) in Beziehung steht, kann die Steuerschaltung 36 so ausgeführt werden, daß sie den erforderlichen Impuls ohne

909805/0702

Verwendung spezieller Verfahren erzeugt.

Die Steuerschaltung 36 erzeugt ferner eine Folge von Impulsen der in Fig. 4D dargestellten Form, um alle positiven Signale zu entfernen, die im Anfangsbereich auftreten, d. h., die Tonimpulse. Jeder Impuls des Impulszugs der Fig. 4D wird eine kleine Zeit nach dem Auftreten des Hilfsimpulses eingeleitet, um sicherzustellen, daß keine Videosignalinformation, die dem Anfangs Intervall vorangeht, entfernt wird. Jeder Impuls dauert bis zum Auftreten aller Tontaktsignale im Anfangs interval! an. Das Ende jedes Impulses ist nicht " kritisch, so lange er vor dem Ende des horizontalen Synchronintervalls endet.

Die beiden Impulszüge, die durch die Steuerschaltung 36 erzeugt und zur Toreinrichtung 35 geliefert werden, steuern die Entfernung sowohl des Zeitimpulses als auch der Tontaktsignale aus dem zusammengesetzten Vodeosignal. Infolgedessen ist das durch die Einheit 35 gehende Videoausgangssignal ein Abbild des ursprünglichen Videosignals, nur verzögert um das Intervall D, d. h., das Signal ist ein Abbild des in Fig. 2B dargestellten Signals.

Offensichtlich kann die Wiedergewinnung der Tontastsignale im Empfänger ohne ein aufwendiges und breitbandiges Verzögerungssystem stattfinden. Ferner entsteht durch die Herstellung einer äußerst genauen zeitlichen Abstimmung der Trennung eine minimale Beein-

909805/0702

JO

trächtigung des Tonsignals, z. B. durch Video- und Rauschkomponenten des Signalgemischs. Dementsprechend wird eine genaue Wiederherstellung sowohl des Ton- als auch des Videoteils des Signals erzielt. Bei einer langen Fernsehübertragung ist die Fähigkeit Tonsignale ohne breitbandige Verzögerung wiederzugewinnen und zu regenerieren selbstverständlich ein wichtiger Faktor zur Aufrechterhaltung der Übertragungsnormen. Durch Herabsetzung der Anzahl der in einem solchen System hintereinander geschalteten Verzögerungsnetzwerke ist es möglich, eine höhere Übertragungsqualität bei verminderten Kosten zu erhalten.

909805/0702

Claims

Patentansprüche

j Verfahren zur Übertragung des Tonteils eines zusammengesetzten Ton-Videofernsehsignals im Anfangsbereich des Videoaustastintervalls zwischen den Zeilen, wobei der Anfangsbereich dem Synchronimpuls vorangeht, wobei ferner das Verfahren allgemein darauf besteht, daß der kodierte Tonimpuls in jedem Videoaustastintervall registriert wird, daß das zusammengesetzte Ton-Videosignal über einen gemeinsamen Kanal übertragen wird und daß der kodierte Tonteil des übertragenen Signals im Empfänger wiedergewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Registrierung dadurch vorgenommen wird, daß (1) ein Hilfsimpuls in das Videosignal an einem ersten Punkt im Anfangsbereich in zeitlicher Beziehung zu einem Bezugspunkt in dem unmittelbar folgenden Synchronisierimpuls eingeschaltet wird und daß (2) der kodierte Tonimpuls in das Videosignal an einem zweiten Punkt im Anfangsbereich eingeschaltet wird, der um eine erste vorbestimmte Zeit nach dem ersten Punkt auftritt, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergewinnung erfolgt, nachdem die erste vorbestimmte Zeit vom Empfang jedes Hilfsimpulses verstrichen ist.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschalten des Hilfsimpulses dadurch durchgeführt wird, daß das Videosignal um eine Zeit verzögert wird, die gleich dem Anfangs-

9 0 9 8 C .S '0702

bereich nach dem Auftreten eines vorbestimmten Bezugspunkts im Synchronisiersignal ist, daß ein Hilfsimpuls erzeugt wird, nachdem eine Zeit, die gleich dem ersten Teil des Anfangsbereichs ist, vom Auftreten des Bezugspunkts verstrichen ist und daß der Hilfsimpuls zu dem verzögerten Videosignal addiert wird, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das Einschalten des kodierten Tonimpulses erfolgt, nachdem eine Zeit, die gleich einem zweiten Teil des Anfangsbereichs ist, von der Zeit der Addition des Hilfs impuls es verstrichen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergewinnung des Tonimpulses dadurch erfolgt, daß die Wiedergewinnungstorschaltung geöffnet wird, wenn ein Intervall, das gleich der ersten vorbestimmten Zeit ist, nach dem Empfang jedes Hilfs impuls es verstrichen ist und ferner ein erster und ein zweiter Tonimpuls in zeitlicher Beziehung zum Empfang jedes Hilfsimpulses erzeugt wird, daß weiterhin der Hilfsimpuls aus dem Signalgemisch unter Verwendung des ersten Torimpulses entfernt wird und daß schließlich der kodierte Tonimpuls aus dem Signalgemisch unter Verwendung des zweiten Torimpulses entfernt wird.

909805/0702