DE2219123A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen mehrerer unabhängiger Fernsehbilder auf einem einzigen Kanal - Google Patents

Description

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Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zum übertragen mehrerer unabhän giger Fernsehbilder auf einem einzigen Kanal

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum übertragen mehrerer unabhängiger Fernsehbilder auf einem einzigen Kanal und eine hierzu geeignete Vorrichtung.

Die Verwendung von Fernsehprogrammen hat sich als sehr wirksames Lernmittel erwiesen. Ein starkes Hindernis für die Einführung des Fernsehens ist aber die große Frequenzbandbreite, die zur übertragung von Fernsehinformationen notwendig ist. Deshalb wird die Lerninformation im allgemeinen auf die übertragung über einen einzigen Fernsehkanal beschränkt. Andererseits wird im allgemeinen das Lehrmaterial nur während begrenzter Zeitintervalle übertragen. Es wäre sehr erwünscht, wenn mehrere (z.B. drei) verschiedene Lernprogramme in Form von Fernsehbildern über einen einzigen Kanal übertragen werden könnten> wobei dann eines dieser Bilder bzw. Programme im Empfänger wählbar ist. Ferner wäre es sehr vorteilhaft₉ wenn

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die Übertragung mit möglichst geringen Abänderungen des Sendegeräts und in mit den vorhandenen Normen verträglicher Form durchgeführt werden könnte. Es soll also möglichst ein normaler Fernsehempfängerj der nur geringe Abänderungen benötigt, vom Schüler verwendet Werden können.

In der US-PS 2, 870,248 ist eine Übertragungsanlage beschrieben, bei der drei Videosignale über einen einzigen Fernsehkanal übertragen werden. Ein erstes Signal wird kontinuierlich übertragen, d.h. jede Zeile des aus zwei ineinander geschachtelten Rastern bestehenden Bildes wird übertragen und beansprucht die volle Bandbreite des Übertragungskanals. Die beiden anderen Signale dienen zur Modulation einer Trägerfrequenz mit jeder zweiten Zeile des zweiten und des dritten zu übertragenden Signals. Im Empfänger ist das erste,kontinuierlich übertragene Signal zur Auswertung vorgesehen, während das zweite und das dritte Signal demoduliert werden, um eine individuelle Verwendung zu ermöglichen. Die Schaltungsanordnung wurde offensichtlich zur Verwendung als Farbfernsehsystem entworfen. Ferner haben in dieser Anlage das zweite und das dritte Signal nur eine verhältnismäßig geringe Bandbreite, da sie einem Träger aufmoduliert sind, der so gewählt werden muß, daß er mit dem ersten Signal von großer Bandbreite nicht interferiert.

Die Erfindung hat demgegenüber die Aufgabe, mehrere unabhängige Fernsehbilder, die z.B. je ein Lernprogramm enthalten, gleich-

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berechtigt unter Ausnutzung der vollen Bandbreite des Übertragungskanals zu übertragenj so daß sie mit gleicher Qualität wiedergegeben und wahlweise im Empfänger zur Bildwiedergabe gebracht werden können. Auch soll der Benutzer (z.B. ein Schüler) zwischen den verschiedenen Programmen wählen können, oder es sollen verschiedene Programme von verschiedenen Schülern gleichzeitig betrachtet werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der Sendung von jedem der η-Bilder jede n-te Zeile, beginnend für jedes Bild mit einer anderen vorbestimmten Zeile, ausgewählt und auf den Kanal gegeben.

Bei der Wiedergabe wird dann jeweils die n-te Zeile der nacheinander im Kanal übertragenen Zeilen, beginnend bei einer vorbestimmten Zeile, ausgewählt und zur Wiedergabe gebracht. Die Gesamtheit dieser ausgewählten Zeilen stellt das gewünschte Fernsehbild dar.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Hierin sind Pig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Sendevorrichtung, Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 3 ein Impulsdiagramm zur Er- läuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 4 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung und Fig. ein Diagramm zur Erläuterung einer Wiedergabemöglichkeit

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gemäß der Erfindung.

Die in Fig. 1 gezeigte Sendevorrichtung enthält drei voneinander unabhängige Bildsignalquellen A₃ B und C, die beispielsweise aus Fernsehkameras, Bildaufzeichnungsgeräten oder getrennten Spuren von solchen Geräten bestehen.Die Bildsignalquellen A, B und C liefern Bildsignalinformationen VA₃ VB und VC₃ die z.B. verschiedene Lernprogramme darstellen. Die Bildinformationen VA₃ VB und VC bestehen z.B. nach amerikanischer Norm aus zwei Rastern je Bild mit einer Gesamtzahl von 525 Zeilen.

Fig. 2 (1) zeigt schematisch das Raster eines Bildes mit 12 Zeilen, das aus einem ungeraden Zeilenraster (ausgezogen) und einem geraden Zeilenraster (gestrichelt) mit je 6 Zeilen zusammengesetzt ist. Die Zeilen des ungeraden Rasters sind mit 1 bis 6 und die Zeilen des geraden Rasters mit 1' bis 6¹ bezeichnet. Als Bild wird nachstehend ein ineinander geschachteltes oder sonstwie zusammengesetztes Raster oder ein Feld mit Bildinformation bezeichnet.

Die Bildsignale VA, VB und VC werden auf Austastkreise BLl, BL2 und BL3 gegeben, die normalerweise im Austastzustand sind, also die Informationen nicht durchlassen. Sie werden erst freigegeben, wenn ein Tastsignal Ul, U2 bzw. U3 auf sie gegeben wird.

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Zur Lieferung der Tastsignale Ul, U2 und U3 dient ein Ringzähler R mit drei Gliedern, der eine Division durch drei durchführt. An einem Eingang des Ringzählers R liegen die Horizontalsynchronisierimpulse HS und bilden eine Taktimpulsquelle mit der Horizontalabtastfrequenz von z.B. 15.750 Hz. Der andere Eingang des Ringzählers R ist ein Rückstelleingang mit der Rasterfrequenz von z.B. 30 Hz. Die Rückstellung geschieht dadurch, daß die Vertikalsynchronisierimpulse mit der Rasterfrequenz auf eine Stufe D gegeben werden, welche die Frequenz durch zwei teilt, so daß der Ringzähler R mit der Bildfrequenz zurückgestellt wird.

Es sei nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 angenommen, daß im Zeitpunkt ti der Ringzähler R zurückgestellt ist und daß er einen Horizontaltaktimpuls HSl empfängt. Dies erzeugt ein Öffnungssignal Ul zum Austastkreis BLl, während die Austastkreise BL2 und BL3 im Austastzustand bleiben. Der Austastkreis BLl bleibt während der Periode einer horizontalen Zeile, d.h. von ti bis t2, im geöffneten Zustand. Somit wird eine Zeile Al der Bildinformation durch den Austastkreis BLl zum Addierglied 3 (B¹Ig. 1) durchgelassen. Demgemäß wird, wie Fig. 2(2) zeigt, die erste Zeile Al des ungeraden Rasters des Bildes A vom Aüdierglied S auf einen Modulator M gegeben₃ der die Bildinforniation auf die Trägerfrequenz aufmoduliert, so daß sie vom fender T ausgesandt werden kann.

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Im Zeitpunkt t2 gelangt auf den Zähler R ein Horizontalsynchronisierimpuls HS2, durch den ein Öffnungssignal U2 auf den Austastkreis BL2 gegeben wird, während der Austastkreis BLl in seinen Austastzustand zurückkehrt und der Austastkreis BL3 in demselben verbleibt. Während des Zeitintervalls t2-t3, das eine einzelne Zeile definiert, wird eine bestimmte Zeile BL2, nämlich die zweite Zeile des ungeraden Rasters, der Bildinformation B über den Austastkreis BL2 auf das Addierglied S und von dort auf den Modulator M und den Sender T durchgelassen.

Im Zeitpunkt t3 bewirkt der Horizontalsynchronisierimpuls HS3, daß der Ringzähler R mittels eines Öffnungsimpulses U3 den Austastkreis BL3 öffnet, während die beiden anderen Austastkreise gesperrt sind. Somit wird während der Periode t3-t4 eine bestimmte Zeile C3_S nämlich die dritte Zeile des ungeraden Rasters, von der dritten Bildsignalquelle C über den Austastkreis BL3 auf das Addierglied S und von dort auf den Modulator M und den Sender T gegeben.

Im Zeitpunkt t4 wird ein Horisontalsynchronisierimpuls HS4 erzeugt, der den Austastkreis BLl wieder öffnet, um die in diesem Zeitpunkt von der Bildaignalquelle A gelieferte Zeile der Bildinformatiori durchzulassen. In diesem Zeitpunkt ist dies die vierte Zeile A4 des ungeraden Rasters des ersten Bildes A, die somit durchgelassen und ausgesendet wird.

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Dieser Vorgang setzt sich für das ungerade Raster fort, indem die Austastkreise BLl₃ BL2 und BL3 für jede dritte Zeile des betreffenden Rasters jeweils für die Periode einer Zeile geöffnet werden. Am Ausgang des Addiergliedes S treten also die jeweils ausgewählten Zeilen der Bildsignale VA₅ VB und VC. in dieser Reihenfolge nacheinander auf. Der Ringzähler R wird nach der übertragung je eines Bildes zurückgestellt, um den Synchronismus mit dem Beginn jedes Bildes zu gewährleisten.

Am Ende des ungeraden Rasters bewirkt der Vertikalrücklaufimpuls, daß die Vertikalabtastung abermals am oberen Bildrand beginnt. Bei einem zwölfzeiligen Bild, d.h. einem sechszeiligen Raster, wird als erste Zeile vom geraden Raster nunmehr die Zeile A2' gewählt (siehe Figur 2), welche die dritte Zeile nach der Zeile A4 darstellt.

Fig. 2 zeigt in den Figuren 2(2), (3) und (4), wie die betreffenden Zeilen von den einzelnen Bildsignalquellen A, B und C nacheinander gewählt werden. Somit gehören zwei ineinander geschachtelte Raster zum Bild A, wobei die Zeilen Al und A4, A2' und A5^? für dieses Bild übertragen werden. Für das Bild B werden die Zeilen B2 und B5, sowie B3¹ und Bß' ausgewählt, für das Bild C die Zeilen C3 und C6, sowie Cl¹ und C6'. Die Zeilennumerierung in Fig. 2(1) entspricht derjenigen in Fig 2(2), (3) und (4) mit den vorgesetzten Buchstaben A, B oder C.

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Die Anzahl der Bildsignalquellen A₅ B und C kann selbstverständlich beliebig erhöht oder verringert werden, wobei das Teilverhältnis des Ringzählers R jeweils der Anzahl der zu übertragenden Bilder entspricht. Die über eine Antenne oder ein Kabel übertragene Information besteht also aus einer Mehrzahl horizontal verlaufender Bildzeilen, bei der jede n-te Zeile von einem bestimmten Bild herrührt, wenn η die Anzahl der Bildsignalquellen ist. Die Reihenfolge der Übertragung ist

also Al, B2, C3, A4, B5, C6 , Cl', A2', B3¹, C4 ' , Α5',

Ββ' Die Bandbreite jeder dieser Bildzeilen entspricht

der normalen Prequenzbandbreite des betreffenden Kanals.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der Empfangseinrichtung für das so zusammengesetzte Signal. Das im Übertragungskanal ankommende Signal wird im Demodulator DR so demoduliert, daß es die ursprüngliche, aus einzelnen Bildinformationszeilen zusammengesetzte Form wieder annimmt. Diese Bildzeilen werden vom Modulator DR auf einen Austastkreis BR gegeben. Der Austastkreis BR ist normalerweise gesperrt und läßt nur dann eine Information zu einem Betrachtungsgerät DY, z.B. zu einer Bildröhre, durch, wenn ein Öffnungssignal von einem Ringzähler R über einen Schalter SW auf den Austastkreis gegeben wird. Der Ringzähler R führt eine Division durch drei aus. Der Schalter SW kann in eine der drei Stellungen TA, TB und TC gestellt werden. Jede dieser Stellungen entspricht einem der Bilder A, B und C gemäß Fig. 2 (2), (3) oder (4). Ist der

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Schalter SW in der dargestellten Lage, in welcher sein Kontaktarm den Kontakt TA berührt, so wird das Bild A gemäß Pig. 2 (2) dargeboten.

An einem Eingang des Ringzählers RR liegen die im Empfänger abgeleiteten Horizontalsynchronisierimpulse HS. Am Rückstelleingang des Ringzählers RR werden die Vertikalsy'nchronisierimpulse VS über eine Divisionsstufe DR zugeführt, die eine Teilung durch zwei bewirkt. Der Ringzähler RR wird also nach jedem Bild synchron mit der Rückstellung des Ringzählers R des Senders in Fig. 1 zurückgestellt.

Wie abermals anhand der Fig. 3" erläutert sei, wird in der Stellung TA des Schalters SW der Austastkreis BR während derjenigen Perioden geöffnet, die dem Auftreten der Zeilen Al, A4, A2^f, A5¹ entsprechen, also den Zeilen des Bildes A zugehören. Somit läßt der Austastkreis BR, beginnend mit der ersten Zeile Al^ jede dritte Zeile zum Bildschirm DY durch, der also eine Darstellung gemäß Fig. 2 (2) bietet, Die Darstellung des Bildes A geschieht mit voller Bandbreite, da die Information ebenfalls mit voller Bandbreite im Multiplexverfahren mit Auswahl jeder dritten Zeile übertragen wurde.

Wie das Bild B in Fig. 2 (3) zeigen soll, wird der Schalter SW in die Lage TB gebracht. Dadurch wird der Austastkreis BR in den Perioden geöffnet, die dem Auftreten der Zeilen B2, B3',

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B5j B6¹ .... entsprechen. Ähnliches gilt für den Pall der Darstellung des Bildes C; in diesem Falle werden die Zeilen C3, C6, Cl', CV gemäß Fig. 2 (4) zur Darstellung gebracht.

Der Synchronismus wird aufrecht erhalten, weil der Ringzähler RR nach jedem Bild zurückgestellt wird, so daß die vom Ringzähler RR bewirkte Öffnung des Austastkreises immer bei der richtigen Zeile beginnt.

In anderen Empfängern kann ein anderes der drei Bilder A, B und C gleichzeitig dargestellt werden. Alle empfangenen Bilder haben die volle innerhalb des Übertragungskanals zur Verfügung stehende Bandbreite.

Die Vertikalabtastung des Bildschirms DY kann auf Wunsch beschränkt werden, um die horizontalen Zeilen enger zusammenzurücken, wodurch die Auflösung des Bildes verbessert werden kann.

Wenn nur zwei Bilder A und B übertragen werden sollen, können die Ringzähler im Sender und im Empfänger entweder durch einen zweistelligen Ringzähler oder einen bistabilen Kreis ersetzt werden. Wie Fig. 5 zeigt, können die Bilder A und B in diesem Falle von einem vollständigen Bild (Fig. 5 (D) gewonnen werden, wie in Fig. 5 (2) und 5 (3) dargestellt ist. Die ausgezogenen Linien in Fig. 5 bezeichnen ungerade Raster und die gestrichel-

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ten Linien gerade Raster. In Fig. 5 (2) und Fig. 5 (3) ist das gerade Raster unsymmetrisch zwischen die Zeilen des ungeraden Rasters eingeschachelt. Dies kann gemäß Fig. 5 (4) korrigiert werden, in-dem das Vertikalablenksignal entsprechend verzerrt wird, um die jeweils benachbarte gerade Rasterzeile nach unten zu verschieben.

Die Anzahl der Bilder, die über einen gegebenen Kanal nach dem hier geschilderten Verfahren übertragen werden können, läßt sich selbstverständlich auf vier oder mehr Bilder ausdehnen. Die Begrenzung liegt in der Anzahl von Zeilen, die erforderlich ist, um eine befriedigende Darstellung für den betreffenden Zweck zu erreichen.

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Claims (9)

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   Pittsburgh, Pa., V.St.A.

   Patentansprüche

   Iy Verfahren zum übertragen mehrerer unabhängiger Pernsehbilder auf einem einzigen Kanal, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Sendung von jedem der η Bilder jede n-te Zeile, beginnend für jedes Bild mit einer anderem vorbestimmten Zeile, ausgewählt und in den Kanal gegeben wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten Zeilen in der gewählten Reihenfolge übertragen werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Empfang von der ankommenden Zeilenfolge jeweils die n-te Zeile, beginnend bei einer dem darzustellenden Bild entsprechenden vorbestimmten Zeile, ausgewählt und zur Darstellung gebracht wird.
4. 4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch mit η Bildsignalquellen, einem Modulator und einem Sender,

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   gekennzeichnet durch eine Auswahlvorrichtung zur Auswahl jeder η-ten Zeile der von den Bildsignalquellen gelieferten Bilder, beginnend für jedes Bild mit einer anderem Zeile, und eine Vorrichtung (S)₃ welche die ausgewählten Zeilen über den Modulator (M) dem Sender (T) zuführt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung η Austastkreise (BLl, BL2, BL3) enthält, die nacheinander je für die Periode einer Zeile Öffnungsimpulse erhalten,
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsimpulse von einem Ringzähler (R) geliefert werden, der nach Abgabe der η Öffnungsimpulse jedes Mal zurückgestellt wird,
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3 mit einem Empfänger, der einen Demodulator und ein Betrachtungsgerät enthält, gekennzeichnet durch eine Stufe (BR), welche jede n-te Zeile aus den vom Demodulator nacheinander gelieferten Bildzeilen, beginnend für ein bestimmtes Bild bei einer vorbestimmten Zeile, auswählt und dem Betraehungsgerät (DY) zuführt.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß

   die Auswahlstufe aus einem Austastkreis (BR) besteht, der nach Jen Bildzeilen einen Öffnungsimpuls für die Periode einer

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   Zeile erhält.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsimpulse von einem mittels eines Schalters (SW) wählbaren Ausgang eines Ringzählers (RR), der nach jedem Durchlauf eines Bildes zurückgestellt wird, geliefert werden.

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