DE1762951B2 - Verfahren und anordnung zur verminderung von uebertragungsfehlern auf einem bildschirm, insbesondere von fernsehempfaengern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrißt ein Verfahren und eine Anordnung zur nachträglichen Verminderung von Übertragungsfehlern bei der Wiedergabe von schwarzweißen oder farbigen Fernsehbildern auf einem Bildschirm, insbesondere von Fernsehempfängern, mit Hilfe einer elektrisch steuerbaren optischen Speicherund Addieranordnung.

Sie läßt sich z. B. auch bei verrauschtem Schwarz-Weiß oder Farbfernsehempfang zur Verminderung des sichtbaren Rauschens anwenden. Vorteilhaft wird sie auch zur Wiedergabe von Farbfernsehsignalen eingesetzt, die periodisch codiert sind, bei denen beispielsweise zur Übertragung der Farbinformation eins Phasenquadraturmodulation mit einer nach jeder Zeile 180° umschaltenden Modulationsachse benutzt wird. Nach der Decodierung im Empfänger besitzt die vorher alternierende Nutzkomponente eine konstante Phasenlage, während die auf dem Übertragungsweg verursachten konstanten Phasenfehler dann eine von Zeile zu Zeile um 180° alternierende Komponente erhalten. Mit Hilfe einer Speicher- und Addieranordnung lassen sich diese Fehler bekanntlich durch elektrische oder optische Addition der Signale zweier korrespondierender Zeilen zu Null machen.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ist bei solchen Übertragungssystemen gegeben, die bei der Übertragung und/oder Wiedergabe von Fernsehbildern zur Einsparung von Übertragungsbandbreite eine periodische od^r statistisch verteilte Auswahl unter den zu übertragenden Bildelementen treffen. Am bekanntesten ist ein solches periodisches System in Form des Zeilensprungverfahrens, bei dem geometrisch benachbarte Zeilen in aufeinanderfolgenden Teilbildern übertragen werden. Es sind aber auch schon Methoden der Bildpunktauswahl in einer Zeile bekannt, die dann über aufeinanderfolgende Teilbilder verschachtelt wiedergegeben werden.

Die Erfindung verfolgt den Zweck, eine einfach ungesteuerte oder elektrisch gesteuerte optische Speicheranordnung für die Speicherung und Addition zeitlich folgender, geometrisch benachbarter und korrespondierender Signale zu schaffen, ohne die normale Auflösung des Fernsehbildes wesentlich zu beeinträchtigen.

Speicheranordnungen, die eine Addition der Augenblickswerte korrespondierender Signale und eine Mittelwertsbildung erreichen, sind an und für sich bekannt. So ist es bereits bekfjnnt (USA.-Patentschrift 2943142 und deutsche Patentschrift 1161949), den Elektronenstrahl einer Farbbildröhre bei seiner z.'ilenweisen Abtastung des Bildschirmes durch eine Wobbeieinrichtung in vertikaler Richtung so weit aufzufächern, daß eine geometrische Überlagerung der korrespondierenden Farbinformation und eine zeitliche Speicherung durch die Nachleuchtdauer des Bildschirmphosphors und durch die Trägheit des menschlichen Auges erreicht wird.

Weiterhin ist es bekannt, die den schmalband'gen Signalen entsprechenden Elektronenstrahlen (rot und biau) zu defokussieren oder senkrecht zu den Zeilen

zu wobbeln. Der Elektronenstrahl für das breitbandige Signal (grün) bleibt dabei zur Erhaltung guter Auflösung scharf fokussiert (Proceedings of the IRE, Oktober 1.951, S. 1326, Absatz 2, Zeilen 13 bis 20). Bei der Erfindung handelt es sich jedoch um eine Steuerung der Fokussierung in Abhängigkeit von der erforderlichen Konturenschärfe für alle Farben sowie um ein völlig andere« übertragungssystem. Auch sind die durch die Wobbelung beseitigten Nachteile ganz anderer Art. da bei der Bekannten Anordnung eine grobe Zellenstruktur verringert und ein weiches Bild erzielt werden soll. Bei der Erfindung wird dagegen eine besondere gegenseitige Überlappung der Zeilenspuren vorgenommen und eine Farbtonkorrektur durch besondere Anwendung einer optischen Mittelwertbildung erreicht. Andere Wobbeieinrichtungen (»spot wobbling«, siehe z. B. »Electronics. Vol. 41. No. 5. March 4, 1968, p. 4«) waren jedoch nicht zu einer geometrischen überlagerung und Speicherung von korrespondierenden Informationen, sondern nur zu einer konstanten Strahlverdickung gedacht. Das gleiche gilt für elektrostatische Bildröhrensysteme mit separaten Elektroden zu einer zusätzlichen schnellen Wobbelung des Elektronenstrahle« in vertikaler Richtung (USA.-Patentschrift 2 849 648) und für Anordnungen zur Steuerung der Leuchtfleckgröße als Funktion der Modulationsfrequerrz oder in Abhängigkeit von der Bildsignalamplitude (britische Patentschrift 428 926). da bei der Erfindung eine Steuerung lediglich digital bei Informationswechsel erfolgt.

Weiterhin ist aus der USA-Patentschrift 2 759 044 eine Anordnung zum Ausgleich von Bildzerlegungsfehlem bekannt, die systembedingt durch die endliche Ausdehnung des abtastenden und wiedergebenden Elektronen- bzw. Leuchtfleckes und dessen endlichen Zeilenabstand verursacht werden. Dadurch wird bei feineren Bildeinzelheiten der Mittelwert der tatsächlichen Lichtintensitäten gebildet und die höherfrequente Komponente des Bildsignals unterdrückt. Da dieser Effekt sowohl bei der Aufnahme als auch bei der Wiedergabe auftritt, entspricht er der Wirkung zweier Filter in Kettenschaltung. Mit Hilfe einer mit Verzögerungsleitungen arbeitenden Schaltungsanordnung werden die einzelnen Bildpunktinformationen jeweils durch die gleichzeitige Auswer tung benachbarter Bildpunktinformationen korrigiert. Dieses Verfahren ist mit der Erfindung nicht vergleichbar, weil es bei jenem nicht wie bei der Erfindung um die Beseitigung von Ubertragungsfehlern durch Speicherung und Mittelwertbildung geht sondern um die Rückgewinnung eines Informationsverlustes.

Die Veröffentlichung !»Television Vertical Aperture Compensation von A. C. Sch roe der und W. G. Gibson. Journal of the SMPTE. Vol.64. Dec. 1955« behandelt die bereits in bezu? auf die USA.-Paientschrift 2 849 648 erwähnte "Aufgabe. Auch bei diesem Verfahren werden keine periodisch komplementäre oder statisch verteilte Übertragungsfehler durch Speicherung und Mittelwertbildung eliminiert wie bei der Erfindung. Es sollen vielmehr die systembedingt an den »Nahtstellen« der Bildzerlegung verlorengegangenen oder verwischten Informationen durch besondere Maßnahmen (z. B. besondere Art von Wobbeln) zurückgewonnen werden.

Schließlich ist auch bekannt, korrespondierende Signale elektrisch dadurch zu addieren, daß man das erste Signal mit Hilfe einer elektrischen Laufzeitleitung so lange verzögert, bis das zweite korrespondierende Signal eintrifft. An Stelle der elektrischen Laufzeitleitung werden heute meist elektromecha-S nische Verzögerungsanordnungen eingesetzt, wobei das elektrische Signal in Ultraschallschwingen umgesetzt, durch einen entsprechend dimensionierten Glaskörper geschickt und wieder in ein elektrisches Signal zurückverwandelt wird.

ίο Bei einem stark vereinfachten Wiedergabesystem, das ebenfalls mit codierten korrespondierenden Signalen arbeitet (Simpel — PAL) verzichtet man überhaupt auf eine besondere Anordnung zur Speicherung des korrespondierenden Signals, man deco-

IS diert das von Zeile zu Zeile alternierende Signal mit einem synchronisierten Umschalter, wie bei den Systemen, die mit elektrischen bzw. elektromechanischen Verzögerungseinrichtungen arbeiten, und über-Iftßt die endgültige Speicherung und Mittelwertbil-

wj dung allein dem menschlichen Auge.

Zum Zweck der Herabsetzung der Übertragungsbandbreite sind andere Methoden bekannt, die mit einer Geschwindigkeitssteuerung des Abtastvorganges in Abhängigkeit vom Informationsinhalt arbeiten.

»5 Dabei wird z. B. eine Gruppe von vier benachbarten Bildpunkten mit anderen benachbarten Gruppen verglichen. Weno keine bedeutenden Unterschiede auftreten, wird nur ein Informationssignai ausgesendet, welches die ganze Gruppe repräsentiert.

Ein anderes Verfahren vergleicht ebenfalls die Signalintensitäten benachbarter Bildpunkte, um den zu tibertragenden Teil der Videosignale auszuwählen. Für diese Vergleichsfunktionen benötigt man relativ aufwendige Speicher, wie zusätzliche Kathodenstrahi röhren, Magnetbänder, Magnettrommeln. Ein neueres bekanntes Verfahren vermeidet diesen Aufwand durch eine periodische Auswahl der übertragenden Bildpunkte unabhängig von ihrem Informationsinhalt (vergleiche z.B. deutsche Patentschrift 1193 087). Die nicht übertragenen Informationen werden synthetisch aus den benachbarten Informationen durch Mittelwertbildung zwischen diesen gewonnen. Die Mittelwertbildung erfolgt durch Wobbeln des abtastenden Elektronenstrahls zusätzlich zur vertikalen Ablen-

♦5 kung. Auf der Empfangs- und Wiedergabeseite wird in gleicher Art synchronisiert gewobbeh. Dieses System ist mit den jetzigen Fernsehnormen jedoch nicht kompatibel- daher wurde eine andere Methode (deutsche Auslegeschrift 1271 158) bekannt, bei welcher Tnformationslücken. die periodisch übertragen werden, nur bei Informationsgleichheit oder innerhalb einer vorgegebenen Toleranz ausreichenden Gleichheit des vorangegangenen und des nachfolgenden Bildpunktes mit der Information des vorangesangenen oder des nachfolgenden Bildpunktes ausgefüllt werden und die Lücken bei nicht ausreichender Informationsgleichheit der benachbarten Bildpunkte unausgefüllt bleiben. Dieser Ausgleich wird durch eine entsprechende Helligkeitssteuerung des abtasten-

den Elektronenstrahls während seiner normalen Ablenkung im Wiedergabegerät erreicht. Dabei muß jedoch ein Leuchtdichteausgleich in Abhängigkeit von dem Informationsvergleich vorgenommen werden, der bei dem neuen erfindungsgemäßen Verfahren überflüssig ist.

Die Anwendung von Speicheranordnungen in einem Fernsehgerät zur Herabsetzung des im Bild sichtbaren Rauschens war bisher nicht üblich.

\0

I 762951

7 8

Die optische Speichermethode mittels einer Wob- Speicherung und Addition, wobei sich der Mittelwert

beleinrichtung für Farbbildröhren wird heute nicht bildet, neutralisiert werden.

eingesetzt, weil sie sich auf ein Farbfernsehsystem Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher

bezog, dessen Informationscode mit jedem neuen erläutert. Es zeigen

TeilbiiJ und nicht wie bei den heutigen Normen mit S F i g. 1 a, 1 b und 1 c Diagramme zur Erläuterung

jeder neuen Zeile wechselte. Die relativ hohe Wobbel- der Erfindung,

frequenz (10 bis 30 MHz) verursacht auch eine un- Fig. 2 ein Blockschaltbild eines üblichen Farbangenehme Störstrahlung. fernsehempfänger für die PAL-Norm, bei dem

Alle Empfänger, die mit elektrischen oder elektro- außerdem mit Hilfe der verzögernden Laufzeitleitung

mechanischen Laufzeiteinrichtungen als Speieher ar- ίο eine sogenannte »Laufzeitdemodulation« benutzt

betten, besitzen gegenüber dem erwähnten einfachen wird,

Wiedergabesystem den Nachteil des großen tech- F i g. 3 das Blockschaltbild eines sogenannten benischen Aufwandes und der hohen Kosten dieser Zu- kannten Simpel-PAL-Empfängers, bei dem auf die «atzeinrichtung. Die Präzisionsmechanik des Ultra- Benutzung einer um Zeilendauer verzögernden Laufschall-Glaskörpers wirft Toleranzprobleme auf, die 15 Zeitanordnung verzichtet wird, außerdem von der Umgebungstemperatur und von Fig.4 das Blockschaltbild eines einfachen Ausder Alterung abhängen. führungsbeispiels für die Anwendung der Erfindung

Bei dem vereinfachten Farbwiedergabesystem unter Benutzung der vorhandenen Fokussiereinrich-

(Simpel — PAL) bewirken bereits geringere Phasen- tung der Bildröhre und der Schaltungsanordnung zur

fehler (über 5°) des Übertragungsweges störende *o Steuerung der Leuchtfleckgröße in Abhängigkeit von

Zeilenstrukturen im Bild. Dadurch wird der Quali- der Informationsänderung geometrisch benachbarter,

tätsunterschied zu den teuren Farbfernsehempfän- zeitlich aufeinanderfolgender Bildelemente,

gern mit Laufzeiteinrichtungen deutlich. Die Struk- Wenn die wiederzugebenden Signale periodisch

tür wird sichtbar, weil der nach der Decodierung in invertierte, geometrisch korrespondierende Kompo-

zwei einander komplementäre Farbfehler aufgespal- 9$ nenten enthalten, wi* z. B. bei den Farbfernsehsi-

tetr Übertragungsfehler auch geometrisch auf je zwei gnalen der PAL-Norm, wird die Leuchtfleckverfor-

Doppelzeilen getrennt wiedergegeben wird. mung vorzugsweise in Richtung der zueinander kom-

Bei Systemen zur Einsparung von übertragungs- plementären, geometrisch korrespondierenden Bildbandbreite mit der Methode des Bildpunkt-Auswahl- elemente vorgenommen. Nach der Decodierung treverfahrens benötigt man zur Auffüllung der fehlen- 30 ten in diesen korrespondierenden Bildelementen die den Bildpunkte durch Helligkeitssteuerung des ab- Ubertragungsfehler als einander komplementäre tastenden Leuchifleckes außer dem Informationsver- Farbionfehler in Erscheinung, die sich bei der durch gleich zu benachbarten Bildpunkten auch einen ent- die Leuchtfleckverformung erreichten geometrischen sprechend gesteuerten Helligkeitsausgleich zur Auf- Überlappung neutralisieren.

rechterhaltung der wiederzugebenden mittleren Bild- 35 Bei Farbfernsehsignalen. die von Zeile zu Zeile

helligkeit. codiert sind, wird im Verfolg der Erfindung eine

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solche Verformung des Leuchtflecks vorgenommen, vereinfachtes Wiedergabesystetn unter Ausnutzung daß eine mehr oder weniger starke Überlappung beder Speichereffekte des Bildschirmphosphors und/ nachbarter Zeilen erreicht wird, oder der Trägheit des menschlichen Auges anzuwen- ♦<> Sobald die Bildelemente der überlappten Zeilen den. ohne daß die Nachteile des bekannten ein- voneinander abweichende Informationen aufweisen, fachen Wiedergabesystemi md die hohen Kosten der kommt es in Richtung der Leuchtfleckverformung bekannten, mit Verzögerungseinrichtungen arbeiten- bisweilen auch zu einer unerwünschten Informationsden Anordnungen auftreten. Verwischung, die man bei gesteuerter Leuchtfleck-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 45 verformung völlig vermeiden, bei ungesteuerter in löst, daß der Leuchtfleck der Bildwiedergabeeinrich- ertraglichen Grenzen halten kann. Der Verlust ist tung in Abhängigkeit vom Unterschied der zugehöri- auch deshalb unwesentlich, weil er maximal nur für gen~ Helligkeitsinfonnation zeitlich oder geometrisch genau zeilenparallele Kanten eintritt. Alle anders benachbarter Bildpunkte eine solche steuerbare Form liegenden Kanten besitzen noch eine Komponente und oder Ausdehnung erhält daß er auch Stellen 50 der Horizontalauflösung, die von dem Auflösungsgeometrisch benachbarter Bildpunkte gleichzeitig er- verlust nicht betroffen ist.

faßt, die vorher oder nachher abgetastet werden, in- F i g. 1 a zeigt z. B. die Lichtstromabgabe der Zei-

dem die Form und/oder Größe des Leuchtflecks der lenn —4 bis η4-2 auf einem Bildschirm, wenn zwi-

Bildwiedergabeeinrichtung von einer Schaltung ge- sehen den Zeilen n—l und η ein idealer Hell-Dun-

steuert wird, welche denlnformationsinhalt benach- 55 kel-Sprung eintritt. Hierbei bedeutet χ die Ordinate

barter Bildelemente, der sequentiell übertragen wird. des Bildschirmes und y die zugehörigen Werte des

mittels einer Verzögerungseinrichtung oder eines Lichtstromes.

Filters miteinander vergleicht und bei Informations- Ist die Leuchtdichteverteilung des Leuchtfleckes gleichheit die Leuchtfleckgröße und/oder -form auf und/oder der Überlappung von Nachbarbildpunkten benachbarte, korrespondierende BUdelemente aus- 60 derart, daß die Lichtstromverteilung bei Informadehnt, sie jedoch bei Informationsdifferenzen auf das tionsgleichheit der Bildelemente homogen ist, so er-Schärfeoptimum zurücksteuert. Damit werden die er- gibt sich entsprechend Fig. Ib an der Stelle des faßten korrespondierenden Bildelemente ganz oder Original-Hell-Dunkel-Sprunges bei der Wiedergabe teilweise mindestens doppelt so häufig geschrieben eine vorher nicht vorhandene Zwischenstufe des wie bei normaler Abtastung. Korrespondierende Bild- 65 Lichtstromes, der sich über eine normale Zeilenelemente, die mit einander komplementär decodierten oder Bildpunktdicke erstreckt Informationen verborgt sind, überlagern auf diese Art Wird die Leuchtdichteverteilung und/oder Überihre komplementären Übertragungsfehler, die durch lappung 2weier benachbarter Bildpunkte erfindungs-

9 10

gemäß so ausgelegt, daß sieh an der Uberlappungs- tung oder mit Hilfe der Konvergenzschaltungen für stelle bei Informationsgleichheit der Bildelemente ein Farbfernsehempfänger ausgeregelt werden, zwischen den Bildelementen liegendes Leuchtdichte- Werden die oben beschriebenen steuerbaren Anmaximum ausbildet, so zeigt sich entsprechend Ordnungen zur Fleckverformung erfindungsgemäß F i g. 1 c i.n der Stelle des idealen Hell-Dunkel- 5 zusätzlich in Abhängigkeit von dem Signalwechset Sprunges bei der Wiedergabe eine vorher nicht vor- zwischen geometrisch benachbarten Bildelementen handene Zwischenstufe des Lichtstromes, der sich gesteuert, so genügt unter Umständen eine rotationsttber eine halbe Zeilen- oder Bildpunktdicke aus- symmetrische Leuchtfleckbeeinflussung, wie sie bedehnt. Der Auflösungsvetlust wird damit geringer als reite bei den heute üblichen elektrostatischen Fokusbei F i g. 1 b. Das Fernsehbild erhält damit eine zu- to siereinrichtungen durch Änderung der Fokussiersätzliche Zwischenzeile, die mit der Mischinforma- spannung und bei elektromagnetischen Fokussiereintion benachbarter Zeilen gesteuert wird, und man fichtungen durch Änderung des Fokussierstromes zu erzielt eine scheinbare Verdoppelung der Zeilen- erreichen ist. zahl. Dieses wird dadurch erzielt, daß die form und/

Eine der Möglichkeiten, die Größe und Form des 15 oder Oröße des Leuchtfleckes der Bildwiedergabe- Leuchtfleckes in einer Vorzugsrichtung steuerbar zu einrichtung von einer Schaltung gesteuert wird, wel-

machen, besteht errmdungsgempß datin, daß die ehe den Tnformationsinhalt benachbarter Bildele-

statische zylindrische Fokussierelektrode einer Ka- mente, der sequentiell übertragen wird, mittels einer

thodenstrahlröhre mit mindestens vier Längsschlitten Verzögerungseinrichtung oder eines Filters mitein-

versehen wird, in der Art, daß die Fokussierelek- »o ander vergleicht und bei Informationsgleichheit die

trode aus mindestens vier sich paarweise gegenüber- Leuchtfleckgröße und/oder -form auf benachbarte,

stehenden Zylindersegmenten besteht, deren gegen- korrespondierende Bildelemente ausdehnt, sie jedoch

überliegende Segmente vorzugsweise miteinander bei Informationsdifferenzen auf das Schärfeoptimum

leitend verbunden sind, jedoch isoliert von den zurücksteuert.

anderen Segmenten. Solange die miteinander leitend «5 Für die Steuerung der Leuchtfleckausdehnung verbundenen Segmente der einen Gruppe auf dem sollte vorzugsweise ein Vergleich benachbarter Kongleichen Potential wie andere Gruppen liegen, bilden tureninformationen vorgenommen werden, die hauptsie mit der Gegenelektrode der geschlitzten Fokus- sächlich höherfrequente Modulationssignale enthalsierelektrode eine Fokussiereinrichtung der üblichen ten. Bei Farbfernsehsignalen ist es daher vorteilhaft. Art. Legt man jedoch an die verschiedenen Segment- 30 allein das Luminanzsignal zum Vergleich benachgruppen verschiedene Potentiale, so erhält man je barter Bildinformationen zu benutzen, was natürlich nach ihrer relativen Spannungsdifferenz zu der Ge- nicht ausschließt, auch Informationsänderungen aus genelektrode eine entsprechende Vorzugsverzerrung dem Chrominanzkanal abzuleiten, des auf dem Bildschirm erzeugten Leuchtfleckes Wenn geometrisch benachbarte, sequentiell wiederdurch die Defokussierung in einer bestimmten Rieh- 35 gegebene Bildelemente unmittelbar zeitlich aufeinantung. Die elektrostatische Linse erhalt damit den derfolgen, braucht der Informationsvergleich nicht Charakter einer elektrisch steuerbaren Zylinderlinse. unbedingt mit zeitlicher Koinzidenz durchgeführt zu Um eventuell erforderliche statische oder dynamische werden. Als Kriterium kann dann auch die plötz-Korrektnren an der Leuchtfleckverformung durch- liehe Änderung der Information benutzt werden. Daführen zu können, ist es unter Umständen zweck- 40 zu können bekannte Differentiationsschaltungen gemäßig., keine leitende Verbindung innerhalb einer nommen werden, im einfachsten Fall kann man ein Segmentgruppe vorzusehen, um auch hier unter- RC-Filter mit entsprechender Zeitkonstante benutzen, schiedliche Potentiale erzeugen zu können. Sobald geometrisch benachbarte Bildelemente

In Weiterverfolgung dieses Gedankens ist es auch eines sequentiellen Systems zeitlich nicht unmittelbar

möglich, mehr als zwei Segmentpaare zu verwenden, 45 aufeinanderfolgen, benötigt man zu ihrem Informa-

um die Vorzuprichtung der Ausdehnung des Leucht- rionsvergleich Mittel zur Herstellung der zeitlichen

fleckes in beliebiger Richtung zu steuern und eine Koinzidenz der zu vergleichenden Signale. Diese

eventuelle Änderung der Vorzugsrichtung in Ab- Mittel können in der Weise realisiert werden, daß

hängigkeit vom Ort des Leuchtfleckes auf dem Bild- eine Verzögerungs- oder Speicheranordnung vorge-

schirm dynamisch korrigieren zu können. 50 sehen ist. deren Verzögerunes- oder Speicherzeit dem

Eine analoge Einrichtung läßt sich mit magneti- zeitlichen Abstand der zu vergleichenden Bildeleschen Linsen schaffen, wenn man beispielsweise eine mente entspricht.

normale rotationssymmetrische, magnetische oder Am Ausgang einer solchen Anordnung erscheint

elektromagnetische Fokussiereinrichtung mit einem ein in den Eingang gegebenes Bildelementsignal um

rotationsunsymmetrischen, elektromagnetischen Zu- 55 den entsprechenden Zeitbetrag verzögert und kann

satzfeld überlagert, das man kontinuierlich oder ab- als »vergangenes« Signal mit einem »gegenwärtigen«

rupt hinzuschaltet, wobei gegebenenfalls die Stärke verglichen werden,

des Normalfeldes korrigiert werden muß. Bei Systemen, die mit dem Zeilensprungverfahren

Es sind selbstverständlich auch die bekannten arbeiten, erreicht der zeitliche Abstand geometrisch Strahlwobbeleinrichtungen zur Verformung des 60 benachbarter Bildelemente, die auf verschiedenen Leuchtfleckes auf dem Bildschirm in eine Vorzugs- Zeilen liegen, die Dauer eines Teilbildwechsels. Verrichtung zu verwenden, wenn die Amplitude der zögerungs- oder Speicheranordnungen mit diesen Wobbelauslenkung in der erfindungsgemäßen Weise Zeilen sind sehr aufwendig. Will man trotzdem einen steuerbar gemacht wird: Informationsvergleich von Bildelementen, die auf

Physikalisch bedingte Unterschiede der T.eucht- 65 verschiedenen Zeilen liegen, ohne den großen Auffleckausdehnung in Abhängigkeit von der Lage auf wand der obengenannten Anordnungen durchfüh-

dem Bildschirm können mit den bekannten Mitteln ren. so kann man auch eine Verzögerungs- oder

der dynamischen Entzerrung einer Fokussiereinrich- Speicheranordnung mit der Verzögerungs- oder Spei-

/■ ?■ R R

11 12

cherzeit einer Zeilendauer benutzen. Die dann ein- steuert werden soll. Die von der Eingangspolarität

tretende Ungenauigkeit kann man in Kauf nehmen, unabhängige Schalt- oder Steuersignal-Erzeugung

oder aber man gibt dem Leuchtfleck gemäß einer kann aber auch mittels eines steuerbaren Elementes

weiteren Ausbildung der Erfindung die Form eines erfolgen, das an seiner Steuerelektrode bipolar

Doppelpunktes, wobei sich die beiden Punkte auf S steuerbar ist.

dem Bildschirm auf zwei zeitlich aufeinanderfolgen- Sofern für die Schalt- oder Steuersign^krzeugung den Zeilen mit dem Abstand der dazwischenliegenden aus dem Informationsvergleich eine Verzögerungsan-Zeilendicke der Zwischenzeile des nächsten Teilbildes Ordnung benötigt wird, können die in einem Farbgegenüberliegen. In Abhängigkeit vom Informations- fernsehempfänger schon vorhandenen Verzögerungsvergleich wird tine Umschaltung vom Doppelpunkt io anordnungen doppelt ausgenutzt werden. Ebenso, auf einen Einzelpunkt gesteuert. wenn die Schalt- und Steuervorgänge schal tungs-

tter technisch geringste Aufwand wird erzielt, oder systembedingt verzögert einsetzen und wenn da-

wenn der Infomiationsvergleich zwischen zeitlich un- durch eine entsprechende Wiedergabeverzögerung

mittelbar aufeinanderfolgenden Bildelementen vorge- des Bildsignals erforderlich sein sollte. Zu diesem

nommen und mit den daraus erzeugten Steuersignalen 15 Zwecke können vorhandene Verzögerungseinrich-

die Fokussierschärfe eines Kathodenstrahls auch tungen auch mit Anzapfungen oder Zusatzwicklun-

senkrecht zur Zeilenablenkrichtung gesteuert wird. gen versehen werden.

Auf diese Art kann bei Farefernsehbildern, die F i g. 2 stellt ein vereinfachtes Prinzipschaltbild als

von Zeile zu Zeile wechselnd codiert sind, eine op- Beispiel eines der heute üblichen Farbfernsehemp-

tische Addition komplementärer Farbfehler in den ao fänger für die PAL-Norm dar. Über die Antenne 1

korrespondierenden Bildelementen verschiedener Zei- gelangt das vom Sender empfangene Eingangssignal

len erreicht werden. Dabei wird wegen der fehlenden in den Empfangsteil 2, der alle anderen nicht sepa-

Steuerung der Strahlschärfe bei Informationsdifferen- rat aufgeführten Teile des Empfängers wie Eingangs-

zen untereinanderliegender Bildelemente ein geringer stufen, Bild-Zwischenfrequenzverstärker, Tondemo-

Auflösungsverlmt für genau in Zeilenrichtung ver- as dulation, Tonteil, Synchronisierstufen, Ablenkstufe,

laufende Konturen in X-iuf genommen. Konvergenzschaltung usw. enthält. Das BiId-ZF-

Aus der obenerwähnten Differentiationsschaltung Signal wird mit dem Video-Detektor 3 demoduliert zur Feststellung einer Informationsänderung zwischen und zu einem Teil dem Chrominanzverstärker 4 zugeometrisch benachbarten und zeitlich unmittelbar geführt, der seinerseits alle anderen Schaltungsteile aufeinanderfolgenden Bildelementinformationen, aber 30 wie Regelstufe, Burstverstärker, Farbabschalter usw. auch mit Hilfe der Additionsanordnungen für »gegen- in sich vereint. Vom Ausgang des Chrominanzverwärtige« und »vergangene« Signale in Speicher- oder stärkers 4 gehen die Chrominanzsignale in die Ultra-Verzögerungseinrichtungen gewinnt man positive Schallverzögerungsleitung 5, die das Signal genau um oder negative Signale, die unabhängig von ihrer eine Zeilendauer verzögert und es an die beiden Ad-Polarität in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder 35 dierstufen 6 uixi 8 liefert. Das unverzögerte Chro-Nichtvorhandensein einer Inforrnationsänderung eine minanzsignal vereinigt sich in der Addierstufe 6 mit Leuchtfleckverformung oder eine Leuchtfleckver- dem um eine Zeilenlänge verzögerten Chrominanzgrößerung schalten oder steuern sollen. Bei zeit- signal zu einem vektoriell addierten Signal, wobei die liehen Informationsänderungen oder Informations- von Zeile zu Zeile invertierte (/?-^v)-Komponente zu Ungleichheit sollen sie dagegen den Leuchtfleck auf 40 Null wird und die konstante (ß-Yj-Komponente auf seine normale Ausdehnung zurückschalten oder die doppelte Amplitude wächst. In der Addierstufe 8 -steuern. Es muß also das Vorzeichen der Informa- wird dagegen das unverzögerte, aber mittels der tionsänderung beseitigt werden. Schaltungen zur Umkehrstufe 7 invertierte Signal zu dem verzögerten Lösung dieser Aufgabe sind bekannt. Man kann z. B. Signal addiert so daß sich aus der vektoriellen Addie in der deutschen Auslegeschrift 1271158 vor- 45 dition ein Verschwinden der (B-Y)-Kompor ite und geschlagene Anordnung benutzen, die bei einem Ver- eine Verdoppelung der (Ä-Y-Komponente. die jedoch fahren zur Unterdrückung der Punktstruktur bei der von Zeile zu Zeile das Vorzeichen wechselt, ergibt. Übertragung und/oder Wiedergabe von Fernsehbil- In diesem eben erläuterten Schaltungsteil 5. 6. 7. 8 dem angewendet wird. Die Schaltsignalerzeugung vollzieht sich nicht nur die eben geschilderte »Laufwird dort mit Hilfe einer Schaltung durchgeführt, bei 50 zeitdemodulation« nach den B-Y und R-Y-Komder die Basen eines npn- und eines pnp-Transistors ponenten, sondern auch die schon vorher erläuterte parallel geschaltet sind, außerdem ist der Kollektor Fehlerauslöschung durch die Addition und Mitteides pnp- mit dem Emitter des npn- und der Emitter wertbildung des durch die Codierung komplementär des pnp- mit dem Kollektor des npn-Transistors ver- werdenden Phasenfehlers. Der dem Chrominanzverbunden. Solange kein Signal an den beiden parallel- 55 stärker entnommene Burst erzeugt mit der Farbirägeschalteten Basen liegt, sperren beide Transistoren. geroszillatorspannung im Farbhilfsträgerdiskriminaan den beiden Ausgängen sind die jeweiligen Poten- tor 9 eine Regelspannung zur Frequenz- und Phasentiale der Batteriespannung zu messen. Jedes positive Nachstimmung des Farbträgeroszillators 11 und einen oder negative Signal löst einen Stromfluß durch einen aus dem alternierenden Burst der PAL-Norm abgeder beiden Transistoren aus, und an jedem der beiden 60 ieitetn Identifikationskennimpuls halber Zeilenfre-Ausgänge wird unabhängig von der Polarität des Ein- quenz zur Synchronisierung des 7?-Y-Schalters 10. »janassienals jeweils eine Potentialverschiebung in der dem alternierenden .R-Y-Signal wieder zu einer gleicher Richtung erzeugt. Diese Schaltung kann konstanten Phasenlage verhilft, bevor es im vom nicht nur zur Erzeugung eines Schaltsignals, sondern Farbträgeroszillator 11 getasteten Phasendemodulaauch zur Erzeugung amplitudenabhängiger Steuer- 65 tor 12 zu dem eigentlichen U_R ,-Signal demoduliert signale benutzt werden. Letzteres wird benötigt, wenn und der Dematrizierungsschaltung 16 zugeleitet wird, die Leuchtfleckverfonnung oder-vergrößerung kon- Die Dematrizierungsschaltung 16 erhält auch aus tinuierlich als Funktion der Änderungsgröße ge- dem Phasendemodulator 13 die zu U_ß__Y demodu-

2:86

62

lierte Komponente des B-Y-Signals und auch noch das bereits im Video-Detektor demodulierte Luminanzsignal Y aus dem Luminanzverstärker 15, vor dessen Eingang die Luminanzverzögerungsleitung 14 liegt, welche das wegen der größeren Übertragungsbandbreite schneller laufende Luminanzsignal an die schmalbandigen und daher langsamer laufenden Chrominanzsignale anpaßt In der Dematrizierungsschaltung 16 erfolgt die Gewinnung der Rot-, Grün- und Blau-Signale zur Ansteuerung der Farbbildröhre 17.

F i g. 3 stellt die Schaltung eines vereinfachten Empfängers nach dem »Simpel-PAL«-Prinzip dar. Seine Funktion unterscheidet sich nur durch die Stelle von der vorher erläuterten Schaltung, an der in F i g. 1 der Schaltungskomplex 5,6,7,8 zu finden ist, der bei Fig. 2 fehlt.

Die aus dem Chrominanzverstärker 4 kommenden Signale werden direkt im Phasendemodulator 13 in Richtung der B-Y-Komponente und im Phasende- *> modulator 12 nach der periodischen Umtastung durch den Ä-Y-Umschalter 10 in Richtung der Ä-Y-Komponente demoduliert.

F; g. 4 zeigt, wie bei Anwendung der Schaltung nach F i g. 2 die Fokussiereinrichtung der Bildröhre 17 von dem elektronischen Schalter bzw. Verstärker 20 in Abhängigkeit von Informationsäaderungen gesteuert wird. Dazu werden die Signale des Luminanzverstärkers 15 in der Differentiationsschaltung 19 differenziert. Die DifierentJationsschaltuag 19 kann aber auch eine Verzögerungsanordnung rait gleichzeitiger Addition des unverzögerten und des verzögerten Signals am Ausgang darstellen. Mit dem Fokussierspannungseinsteller 18 wird die aus dem Ablenkteil des Empfängers 2 abgeleitete Fokussierspannung voreingestellt, bevor sie dem elektronischen Schalter bzw. Verstärker 20 zugeführt wird.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen bei der Anwendung in Farbfernsehgeräten hauptsächlich in einer Verringerung des technischen Aufwandes zur Herstellung billigerer Farbfernsehgeräte, wobei die Nachteile des einfachsten Farbfernsehempfängers nach dem Simpel-PAL-Prinzip vermieden werden.

Allgemein kann die Schaltung in Farbfernsehgeräten auch dazu eingesetzt werden, das auf den Bildschinnen sichtbare Rauschen zu vermindern.

Vorteilhafterweise wird bei allen Fernsehsystemen, die systembedingte Störungsstruktur im Bild erzeugen, wie Zellenstruktur, Streifen, Moire usw., eine wirksame Auslöschung oder Verminderung dieser Struktur erzielt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (22)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur nachträglichen Verminderung von Übertragungsfehlem bei der Wiedergabe von schwarz-weißeo oder farbigen Fernsehbildern auf einem Bildschirm, insbesondere von Fernsehempfängern, mit Hilfe einer elektrisch steuerbaren optischen Speicher- und Addieranordnung, ίο dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtfleck der Bildwiedergabeeinrichtung (17) in Abhängigkeit vom Unterschied der zugehörigen Helligkeitsinformation zeitlich oder geometrisch benachbarter Bildpunkte eine solche steuerbare Form und/oder Ausdehnung erhält, daß er auch Stellen geometrisch benachbarter Bildpunkte gleichzeitig erfaßt, die vorher cder nachher abgetastet werden, indem die Form und/oder Größe des Leuchtflecks der Bildwiedergabeeinrichtung (17) von einer Schaltung (19, 20) gesteuert wird, welcne den Informationsinhalt benachbarter Bildelemente, der sequentiell übertragen wird, mittels einer Verzögerungseinrichtung (19) oder eines Filters miteinander vergleicht und as bei Informationsgleichheit die Leuchtfleckgröße und/oder -form auf benachbarte, korrespondierende Bild'kmente ausdehnt, sie jedoch bei Informationsdifferenzen auf das Schärfeoptimum zurückstsaert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lcuchlfleckverfcrmung vorzugsweise in Richtung der zueinander komplementären geometrisch korrespondierenden Bildelemente vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Farbfernsehsignalen, die von Zeile zu Zei'le codiert sind, eine solche Verformung des Leuchtfleckes vorgenommen wird, daß eine mehr oder weniger starke Überlappung benachbarter Zeilen erfolgt.

4. Verfahren nach einem aer vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdichteverteilung des Leuchtfleckes und/ oder die Überlappung von Nachbarbildpunktea derart ausgelegt wird, daß die Lichtstromverteilung bei Informationsgleichheit der Bildelemente homogen ist (Fig. Ib).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leucht- so dichteverteilung und/oder Überlappung zweier Bildpunkte derart ausgelegt wird, daß sich an der Überlappungsstelle bei Informationsgleichheit der Bildelemente ein zwischen den Bildelementen liegendes Leuchtdichtemaximum ausbildet (Fig. Ic).

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die statische zylindrische Fokussierelektrode einer Kathodenstrahlröhre mit min- βο destens vier Längsschlitzen derart versehen ist, daß die Fokussierelektrode aus mindestens vier sich paarweise gegenüberstehenden Zylindersegmenten besteht, deren gegenüberliegende Segmente miteinander leitend, jedoch isoliert von den anderen Segmenten, verbunden sind, und verschiedene Potentiale an die verschiedenen Segmente gelegt werden.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine rotationssymmetrische, magnetische oder elektromagnetische Fokussiereinrichtung mit einem rotationsunsymmetrischen, elektromagnetischen, kontinuierlich oder abrupt hinzugeschalteten Zusatzfeld überlagert ist und gegebenenfalls die Stärke des Normalfeldes korrigiert wird.

8. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, c¹ «durch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Wobbeieinrichtung benutzt wird, deren Wobbel-Amplitude gesteuert wird.

9. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß physikalisch bedingte Unterschiede der Leuchtfleckausdehnung in Abhängigkeit von der Lage auf dem Bildschirm mit an sich bekannten Mitteln der dynamischen Entzerrung einer Fokussiereinrichtung oder mit Hilfe der Konvergenzschaltungen für Farbfernsehempfänger ausgeregelt werden.

10. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 8 und 9 mit zusätzlich in Abhängigkeit von dem Signalwechsel zwischen geometrisch benachbarten Bildelementen gesteuerten Anordnungen zur Fleckverfonnung, gekennzeichnet durch eine rotationssymmetrische Leuchtfleckbeeinflussung mit Hilfe einer an sich zur elektrostatischen Fokussierung durch Änderung der Fokussierspannung und bei elektromagnetischen Fokussierungen durch Änderung des Fokussierstromes bekannten Anordnung.

11. Anordnung zur Dii.xhführung des Verfahrens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtfleckausdehnung von einer Vergleichsschaltung (19, 20) gesteuert und ein Vergleich benachbarter Konturinformationen vorgenommen wird, die hauptsächlich höherfrequente Modulationssignale enthalten.

12. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fa/bfernsehsignalen allein das Luminanzsignal (IS) oder Informationsänderungen aus dem Chrominanzsignal (4) zum Vergleich benachbarter Bildinformütionen abgeleitet werden.

13. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgenden geometrisch benachbarten, sequentiell wiedergegebenen Bildelementen als Informatiorisvergleichskriterium eine plötzliche Änderung der Information benutzt wird.

14. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Verwendung von an sich bekannten Differentiationsschaltungen, insbesondere ÄC-Filtern.

15. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht unmittelbar zeitlich aufeinanderfolgenden geometrisch benachbarten, sequentiell wiedergegebenen Bildelementen zur Herstellung der zeitlichen Koinzidenz der zu vergleichenden Signale eine Verzögerungs- oder Speicheranordnung (19) vorgesehen

1 76:

2

ist, deren Verzögerungs- oder Speicherzeit dem zeitlichen Abstand der zu vergleichenden BUdelemente entspricht,

16. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei Systemen, die nach dem Zeilensprungverfahren arbeiten, ein Informationsvergleich von Bildelementen, die auf verschiedenen Zeilen liegen, mit Hilfe einer Verzögerungs- oder Speicheranordnung mit der Verzögerungs- oder Speicherzeit einer Zeilendauer erfolgt.

17. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7 und 15, insbesondere für Systeme, die nach dem Zeilensprungverfahren arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtneck als Doppelpunkt ausgebildet ist und sich die beiden Punkte auf dem Bildschirm auf zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen mit dem Abstand der dazwischenliegenden Zeilendicke der Zwischenzeile des nächsten Teilbildes ao gegenüberliegen und in Abhängigkeit vom Informationsvergleich eine Umschaltung vom Doppelpunkt auf einen Einzelpunkt gesteuert wird.

18. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsvergleich zwischen zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgenden Bildelementen vorgenommen und mit den daraus erzeugten Steuersignalen die Fokussierschärfe eines Kathodenstrahls auch senkrecht zur Zeilenablennrichtung gesteuert wird.

19. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung von positiven oder negativen Signalen, die unabhängig von ihrer Polarität in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Informationsänderung eine Leuchtneckverformung oder Leuchtneckvergrößerung schalten oder steuern, bei zeitlichen Informationsänderungen dagegen den Leuchtneck auf seine normale Ausdehnung zurückschalten oder -steuern, eine an sich bekannte Schaltung zur Unterdrückung der Punktstruktur bei der Übertragung und/oder Wiedergabe von Fernsehbildern benutzt wird.

20. Anordnung zur Durchführung des Verfahren» nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schaltung, bei der die Basen eines npn- und eines pnp-Transistors parallel geschaltet sind, der Kollektor des pnp- mit dem Emitter des npn- und der Emitter des pnpmit dem Kollektor des npn-Transistors verbunden sind und vorzugsweise die von der Eingangspolarität unabhängige Schalt- oder Steuersignalerzeugung mittels eines steuerbaren Elementes erfolgt, das an seiner Steuerelektrode bipolar steuerbar ist

21. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Farbfernseisimpfanger, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Schalt- oder Signalerzeugung aus dem Informationsvergleich oder für den Steuervorgang erforderlichen Verzögerungsanordnungen durch Doppelausnutzung von in 6s einem Farbfernsehempfänger bereits vorhandenen Verzögerungsanordnungen (5) gewonnen werden.

22. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die bereits vorhandenen Verzögerungseinrichtungen (5) mit einer Anzapfung oder Zusatzwicklung versehen sind.