DE1762951C3 - Anordnung zur Verminderung der Auswirkungen von Übertragungsfehlern und systembedingten Fehlern bei der Wiedergabe von schwarz-weißen oder farbigen Fernsehbildern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verminderung der Auswirkungen von Übertragungsfehlern und systembedingten Fehlern bei der Wiedergabe von schwarz-weißen oder farbigen Fernsehbildern auf dem Bildschirm von Fernsehempfängern.

Es sind Empfänger für ein Farbfernsehübertragungssystem bekannt, bei dem ein Helligkeitssignal und zwei Farbsignale oder Farbdifierenzsignale durch Modulation eines Farbträgers nach zwei senkrecht zueinander stehenden Modulationsrichtungen übertragen werden und bei dem die Modulationsrichtungen bzw. die Modulationsphasen des Farbträgers im Sender und Empfänger im Rhythmus der Zeilenfrequenz umgeschaltet werden (US-PS 29 43 142).

Darüber hinaus ist es bekannt, bei Empfängern für derartige Systeme eine Strahlwobbelung in Richtung senkrecht zur Zeile oder eine elektrische Mittelwertbildung über zeitlich aufeinanderfolgende Zeilen unter Verwendung eines Speichers vorzunehmen (DT-AS 61 949). Im Falle der Verwendung der genannten Wobbeieinrichtung wird eine geometrische Überlagerung der korrespondierenden Farbinformation und eine Integration jeweils zweier falscher Farbtöne zum richtigen Farbton über die Nachleuchtdauer des Bildschirmphosphors und die Trägheit des menschlichen Auges erreicht. Die Wobbelung über jeweils zwei Zeilen erfolgt mit konstanter Amplitude.

Ein Nachteil besteht darin, daß die Wobbeifrequenz eine Störstrahlung erzeugt, die nur mit entsprechendem zusätzlichen Aufwand zu beseitigen ist. Außerdem führt

ίο die Differenz zwischen Wobbelfrequen^ und Videofrequenzen zu einer störenden Moirebüdung.

Weiterhin ist es bereits bekannt, zur Änderung der Intensität des Strahlstroms einer Farbbildröhre die Ausdehnung des Strahls bzw. des Bildschirmfleckes zu steuern. Hierbei handelt es sich jedoch um eine besonders ausgebildete Farbbildröhre, bei der die Strahlintensitälsänderung Farbänderungen hervorrufen soll. Die Ausdehnung des Bildschirmfleckes darf jedoch nicht so weit gesteuert werden, daß Nachbarbildpunkte berührt werden (US-PS 24 31 088).

Außerdem ist es bekannt, bei Schwarz-Weiß- oder Farbfernseh-Übertragungsverfahren lnformationslükken durch künstlich gewonnene Bildpunkte in der Weise auszufüllen, daß die lnformavionslücken nur bei Informationsgleichheit des vorangegangenen und des nachfolgenden Bildpunktes ausgefüllt werden und die Lücken bei nicht ausreichender !nformationsgleichheit der benachbarten Bildpunkte unausgefüllt bleiben. Hierbei handelt es sich aber um ein Verfahren zur

so Herabsetzung der Übertragungsbandbreite (DT-AS 12 71 158).

Schließlich ist es auch bekannt, zur Herabsetzung der Rauscheinflüsse in den wiedergegebenen Fernsehbildern eine Mittelwertbildung aus verschiedenen Nachbarbildpunkten vorzunehmen, deren statistische Verteilung in komplizierter Weise festgestellt wird, wobei dem zentralen Abtastpunkt einer von drei gemittelten Helligkeitswerten zugeteilt wird (Zeitschrift IRE Transactions on Information Theory, 1962, S. 129 bis 144).

Eine Beeinflussung des Durchmessers des Abtaststrahls ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, mittels einer einfachen Schaltung eine Anordnung zur Verminderung der Auswirkung von Übertragungs- und systembedingten Fehlern bei der Wiedergabe von schwarz-weißen oder farbigen Fernsehbildern unter weitgehender Aufrechterhaltung der Bildschärfe auf dem Bildschirm von Fernsehempfängern zu schaffen.

Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Vorteile der Erfindung bestehen gegenüber dem

sogenannten Standard-PAL-Verfahren in der Einsparung einer Laufzeitverzögerungsleitung sowie ihrer Ankopplungs- und Verstärkerschaltung.

Gegenüber dem Simpel-PAL-Verfahren hat die Erfindung den Vorteil, daß trotz einfacher Schaltung mit nur geringem Mehraufwand (in Form eines elektroni-

w) sehen Schalters) auch eine Farbfchlerkompensation bei größeren Phasenfehlern erreicht wird, die das Auge nicht mehr integrieren kann.

Gegenüber dem auch bereits beim Simpel-PAL-Verfahren bekannten Strahlwobbeln senkrecht zur Zeile

ii^r> hat die Erfindung den Vorteil, daß die bei diesem Verfahren ständig unscharfen vertikalen Bildkomponenten an den scharf wiederzugebenden Stellen des Bildes scharf wiedergegeben werden, in Abhängigkeit

den scharf wiederzugebenden horizontalen Korn-^V0P nten. Darüber hinaus werden Störstrahlungen P°^ne ' ^_εη Wobbelgenerator und Interferenzen zwi-

hn dem Wobbel- und dem Videosignal vermieden.

Verglichen mit der bei Schwarz-Weiß-Empfängern

kannten einschaltbaren ständigen Defokussierung e dem Wobbein senkrecht zur Zeile zur Vermeij°^WI der Sichtbarkeit der Zeilenstruktur hat die Frfindung ebenfalls den Vorteil der Unterdrückung der 7 lenstruktur, jedoch unter v/eitgehender Aufrechter-Ml' der Bildschärfe an den scharf wiederzugeben- A Bildstellen. Außerdem hat die Erfindung den Vorteil H Verminderung des im Bild sichtbaren Rauschens, H zwar auch beim Verfahren mit konstantem Wobbein

Her Defokussieren vorhanden ist, jedoch ohne den dort °'rhandenen Nachteil des allgemeinen Bildunschärfe-^V0 drucks da bei der Erfindung die Schärfe bzw. Fokussierung automatisch geschaltet wird.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben. Es

la bis lc Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung,
pj_g2 das Blockschaltbild einer Ausfuhrungsform der

^fpig la zeigt z.B. die Lichtstromabgabe der Zeilen

_4 bis η+ 2 auf einem Bildschirm, wenn zwischen den

Zeilen n-\ und π ein idealer Hell-Dunkel-Sprung

-jntrilt Hierbei bedeutet χ die Ordinate des Bildschirms

und ydie zugehörigen Werte des Lichtstroms.

Ist die Leuchtdichteverteiiung des Leuchtfleckes und/oder der Überlappung von Nachbarbildpunkten derart daß die Lichtstromverteilung bei Informationsgleichheit der Bildelemente homogen ist, so ergibt sich entsprechend Fig. Ib an der Stelle des Original-Hell-Dunkel-Sprungs bei der Wiedergabe eine vorher nicht vorhandene Zwischenstufe des Lichtstroms, der sich über eine normale Zeilen- oder Bildpunktdicke er-Qtrpck.1

Wird die Leuchtdichteverteiiung und/oder Überlap- w nung zweier benachbarter Bildpunkte so ausgelegt, daß sich an der Überlappungsstelle bei Informationsgleichheit der Bildelemente ein zwischen den Bildelementen liegendes Leuchtdic'ntemaximum ausbildet, so zeigt sich entsprechend Fig. Ic an der Stelle des idealen -15 Hell-Dunkel-Sprungs bei der Wiedergabe eine vorher nicht vorhandene Zwischenstufe des Lichtstroms, der sich über eine halbe Zeilen- oder Bildpunktdicke ausdehnt Der Auflösungsverlust wird darr.i: geringer als bei Fig. Ib. Das Fernsehbild erhält damit eine so zusätzliche Zwischenzeile, die mit der Mischinformation benachbarter Zeilen gesteuert wird, und man erzielt eine scheinbare Verdoppelung der Zeilenzahl.

Fig.2 stellt die Anwendung der Erfindung für einen nach der PAL-Norm arbeitenden Empfänger dar.

Über die Antenne 1 gelangt das vom Sender empfangene Eingangssignal in den Empfangsteil 2, der alle anderen nicht separat aufgeführten Teile des Empfängers, wie Eingangsstufen, Bild-Zwischenfrequenzverstärker, Tondemodulation, Tonteil, Synchroni- nr sierstufen Ablenkstufe, Konvergenzschaltung usw. enthält. Das Bild-ZF-Signal wird mit dem Video-Detektor 3 demodulieri und zu einem Teil dem Chrominanzverstärker 4 zugeführt, der seinerseits al!e anderen Schaltungsteile wie Regelstufe, Burstverstärker, Färb- , abschalter usw. in sich vereint.

Der dem Chrominanzverstärker 4 entnommene Burst przeuet mit der Farbträgeroszillatorspannung im Farbhilfsträgerüiskriminator 9 eine Regelspannung zur Frequenz- und Phasen-Nachstimmung des Farbträgeroszillators 11 und einen aus dem alternierenden Burst der PAL-Norm abgeleiteten Identifikationskennimpuls halber Zeilenfrequenz zur Synchronisierung des R-V-Schalters 10, der dem alternierenden Λ-V-Signal wieder zu einer konstanten Phasenlage verhilft, bevor es im vom Farbträgeroszillator 11 getasteten Phasendemodulator 12 zu dem eigentlichen L/«.>~Signal demodulieri und der Dematrizierungsschaltung 16 zugeleitet wird. Die Dematrizierungsschaltung 16 erhält auch aus dem Phasendemodulator 13 die zu Ub υ demodulierte Komponente des B- V-Signals und auch noch das bereits im Videodetektor 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.

Die Fokussiereinrichtung der Bildröhre 17 wird von dem elektronischen Schalter bzw. Verstärker 20 in Abhängigkeit von Informationsänderungen gesteuert. Dazu werden die Signale des Luminanzverstärkers 15 in der Differentiationsschaltung 19 differenziert. Anstelle der Differentiationsschaltung 19 kann aber auch eine Verzögerungsanordnung mit Vergleich des unverzögerten und des verzögerten Signals am Ausgang vorgesehen sein. Mit dem Fokussierspannungseinsteller 18 wird die aus dem Ablenkteil des Empfängers 2 abgeleitete Fokussiet spannung voreingestellt, bevor sie dem elektronischen Schalter bzw. Verstärker 20 zugeführt wird.

Aus der obenerwähnten Differentiationsschaltung (die z. B. aus einem /?C-Glied bestehen kann) zur Feststellung einer Leuchtdichte- bzw. einer Informationsänderung zwischen geometrisch benachbarten und zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgenden Bildelementinformationen, aber auch mit Hilfe der Additionsanordnungen für »gegenwärtige« und »vergangene« Signale in Speicher- oder Verzögerungseinrichtungen gewinnt man positive oder negative Signale, die unabhängig von ihrer Polarität in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder NichtVorhandensein einer Inrormationsänderung eine Leuchtfleckverformung oder eine Leuchtfleckvergrößerung schalten. Bei zeitlichen Informationsänderungen oder Informationsungleichheit sollen sie dagegen den Leuchtfleck auf seine normale Ausdehnung zurückschalten. Es muß also das Vorzeichen der Informationsänderung beseitigt werden. Schaltungen zur Lösung dieser Aufgabe sind bekannt. Man kann z. B. die in der DT-AS 12 71 158 vorgeschlagene Anordnung

benutzen.

Sofern für die Schaltsignalerzeugung aus dem Informationsvergleich eine Verzögerungsanordnung benötigt wird, können die in einem Farbfernsehempfänger vorhandenen Verzögerungsanordnungen doppelt ausgenutzt werden. Ebenso, wenn die Schaltvorgänge schaltungs- oder systembedingt verzögert einsetzen und wenn dadurch eine entsprechende Wiedergabeverzögerung des Bildsignals erforderlich sein sollte. Zu diesem Zweck können vorhandene Verzögerungseinrichtungen auch mit Anzapfungen oder Zusatzwicklungen versehen werden.

Eine andere Möglichkeit, die Größe und Form des Leuchtfleckes in einer Vorzugsrichtung schaltbar zu machen, besteht darin, daß die statische zylindrische

Fokussierelektrode einer Kathodenstrahlröhre mit mindestens vier Längsschlitzen versehen wird, in der Art, daß die Fokussierelektrode aus mindestens vier sich paarweise gegenüberstehenden Zylindersegmenten besteht, deren gegenüberliegende Segmente vorzugsweise miteinander leitend verbunden sind, jedoch isoliert von den anderen Segmenten. Solange die miteinander leitend verbundenen Segmente der einen Gruppe auf dem gleichen Potential wie andere Gruppen liegen, bilden sie mit der Gegenelektrode der geschlitzten Fokussierelektrode eine Fokussiereinrichtung der üblichen Art. Legt man jedoch an die verschiedenen Segmentgruppen verschiedene Potentiale, so erhält man je nach ihrer relativen Spannungsdifferenz zu der Gegenelektrode eine entsprechende Vorzugsverzerrung des auf dem Bildschirm erzeugten Leuchtfleckes durch die Defokussierung in einer bestimmten Richtung. Die elektrostatische Linse erhält damit den Charakter einer elektrisch steuerbaren Zylinderlinse. Um eventuell erforderliche statische oder dynamische Korrekturen an der Leuchtfleckverformung durchführen zu können, ist es zweckmäßig, keine leitende Verbindung innerhalb einer Segmentgruppe vorzusehen, um auch hier unterschiedliche Potentiale erzeugen zu können.

In Weiterverfolgung dieses Gedankens ist es auch möglich, mehr als zwei Segmentpaare zu verwenden, um die Vorzugsrichtung der Ausdehnung des Leuchtfleckes in beliebiger Richtung zu steuern und eine

to eventuelle Änderung der Vorzugsrichtung in Abhängigkeit vom Ort des Leuchtfleckes auf dem Bildschirm dynamisch korrigieren zu können.

Eine analoge Einrichtung läßt sich mit magnetischen Linsen schaffen, wenn man beispielsweise eine normale rotationssymmetrische, magnetische oder elektromagnetische Fokussiereinrichtung mit einem rotationsunsymmetrischen, elektromagnetischen Zusatzfeld überlagert, das man hinzuschaltet, wobei gegebenenfalls die Stärke des Normalfeldes korrigiert werden muß.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Verminderung der Auswirkungen von Übertragungsfehlern und systembedingten Fehlern bei der Wiedergabe von schwarz-weißen oder farbigen Fernsehbildern auf dem Bildschirm von Fernsehempfängern, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierelektrode der Bildröhre (37) über einen vorzeichenunabhängig steuerbaren elektronischen Schalter (20) an einem Fokussierspannungsteiler (18) liegt, daß die Steuersignale für den elektronischen Schalter (20) aus einem Vergleich der Leuchtdichte zeitlich aufeinanderfolgender Bildelemente gewonnen werden, indem das unverzögerte mit einem verzögerten Videosignal verglichen oder das Videosignal in einer Differentiationsschaltung (19) differenziert wird, und daß der die Fokussierspannung steuernde Schalter bei Leuchtdichtegleichheit die Leuchtfleckgröße auf benachbarte Bildelemente ausdehnt und bei Leuchtdichtedifferenzen auf das Schärfeoptimum zurückschaltet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierelektrode der Bildröhre (17) zylinderförmig ist und mit mindestens vier Längsschlitzen versehen ist, so daß die Fokussierelektrode aus mindestens vier, sich paarweise gegenüberliegenden Zylindersegmenten besteht, deren gegenüberliegende Segmente vorzugsweise miteinander leitend, jedoch isoliert von den anderen Segmenten, verbunden sind, und daß vorzugsweise verschiedene Potentiale an die verschiedenen Segmentgruppen gelegt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein rotationssymmetiisches, magnetisches oder elektromagnetisches Fokussicrfeld mit einem rotationsunsymmetrischen, elektromagnetischen hinzugeschalteten Zusatzfeld überlagert ist, und gegebenenfalls die Stärke des erstgenannten rotationssymmetrischen, magnetischen oder elektromagnetiscnen Fokussierfeldes korrigiert wird.