DE2226614B2 - Bildübertragungseinrichtung zur Übertragung von Bildsignalen über eine Nachrichtenstrecke mit auf Tonfrequenzen begrenzter Bandbreite - Google Patents

Description

Heilungen eine» Ausführungsbeispiels näher erläutert.

F i g. I ist ein Blockschaltbild einer Bildübertrajungseinrichtung, mit der Fernseh-Standbilder dreidimensionaler Objekte über nichtentzerrte Ferntprechleitungen gesendet werden können; s

F i g. 2 ist ein Blockschaltbild der senderseitigen Verarbeitungsstufe zur Umsetzung der Bildinformation in ein Niederfrequenzsignal, dessen Frequenz vom Helligkeitswert eines diskreten Bildpunktes bestimmt ist; ίο

F i g. 3 zeigt das Schema der Reihenfolge, in welcher die Bildpunkte in Niederfrequenzsignale zum Zwecke der Übertragung umgesetzt werden;

F i g. 4 ist ein Blockschaltbild der empfangsseitigen Verarbeitungsstufe für die Umsetzung der Niederfrequenzsignale in Impulse, deren Amplituden proportional dem Helligkeitswert der Bildpunkte und deren Breite im wesentlichen derjenigen der jeweils übertragenen Bildpunkle entspricht;

F i g. 5 zeigt die Numerierung der horb.:):!t:\icn Ablas'/eilen und ihre Anordnung in, ?.ester eines gev-oiinlichen Fernsehsystems;

F i g. 6 zeigt in Tabellenform die Reihenfo!,:- 'Jes /\bias!cns der Abtastzeilen aus F i g. 5 für den Tail. daß J ie Sendestation mit Venikaiubtastintcr-y'ier: Vt)η ' _li(, Sekunden arbeitet;

F ι g. 7 zeigt in Tabellenform die "leihenfoige der Abladung dieser Zeilen beim ernrdunpsgemaBe" Fernsehsystem für den VnW. daß die Vertikalablastjjeriode vim ¹^₀ auf ',< Sekunden verlängert ist.

Die in Fig.! gezcigie Grundanoidnung bedient iius einer Fernsehkamera K\ einem nut diesem Ausgang der Kamera gekoppelten informati'Misspeich·:" '2 und einem ersten 'Umsetzer 54, der das v'.ni Speicher S2 erhaltene Videosigna! i.i ein Nieder!'" j'.j'jui'z- v !signal umsetzt, um es bdspielswei.ie der :Jur»:s;el!.e.: Fernsprechleitung zuzuführen. Es isi fern·;: ein "^j:■;-nitor 36 mit zwei Eingängen vorgesehen, derer :■■;■" mit dem Ausgang der Kamera l.v lind de: = cn /.·.·■.:■: mit dem Ausgang des Speichers Ü2 gekoppelt ·.·: , :-><:■ .,ο daß ein Objekt 18 nach Belieben «live« oder ;:.{■·. >^:yspeiehcrte Szene gesehen werden kenn.

Am anderen Ende der Fcrnsprecbieil'ing behi;-.V; ..i'.'i) ein zweiter Ums* r'.cr 20, der lias Nieder;':';-■iik'ii/.signal empfangt und es in ein pulsn.· idulicries <·-, Signal umsetzt, welches für ä'.e Niederfrequenz -or-.L· die Helligkeit der Bildpunktc cha-akteriMisch ist. deren Informationsgehalt durch die F.inheit V* in diese WtTm umgesetzt wurde. des*¹, impulse werden uu.i;; einem zweiten Informationsspeicher eingegebci, bis ^o .'ie vollständige Information des übertragenen "i;de:; empfangen isi, wora-U ein zweite - h ;.-.>ΐιί:·>Γ 24 emae-· se'iült'M wird, um de ir;; Speicher Il gcspeid.ciic !V₁Id v.iedeivjgeben und d.e · iWcrlr"giui(·, fertigzustellen. ;'?

Ziitri Dc'rieb der Anlage Kann ^!;nspicku.\.ise t.i; Teilnehmer an einem ■■ -aiisnn:-chiulV df eine i.'i'ul-UiI: iination an 3i:i;;2 ^f€i:ic AuBeT₁!,;', :ii;n'ji;p ^vii!, •ein Telefon abnehmen und in rW i,'->lie-e: Weist ein Gespräch anmelden. Ansehüd.'ciid k?-\,\ :,s\r-?

Kamera 50 so drehen, &.*■?.,
Itimnit, um es a_vjf den' 'vViiriiii ?
1-issen. Falls das Obje.ki e-i:i ,'.''ok:jrn.'

fr süllstchcndcc Gege.--.-.Umd ist,

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fticr einen Sendekfiopi drücke/!. \vc»Ji.!n:h du.· »iildinformation direkt ülu: die Leitung gesendet wird, ohne 'Mfisichst ίΐτ Informai-onsspcicher 12 f.espcitherl zu werden. Falls sich das Objekt bev.·' .t oder nach Einstellung der Kamera bewegp-n könnte, kann der Teilnehmer einen zweiten Knopf drücken, um nach Einspeicherung in den Speicher 12 ein Standbild auf dem Monitor 16 darzustellen. Durch anschließende Betätigung des Sendeknopfes wird das Bild gesendet und von der Außenstelle empfangen, wo der Monitor 24 in Kontrast und Helligkeit in der gleichen Weise geregelt werden kann, wie man seinen Femseh-Heimempfänger regelt.

Bei der beschriebenen Einrichtung ist während der Übertragung der Bildinformation eine Sprechverbindung nicht möglich. Die Einrichtung kann jedoch so aufgebaut sein, daß sie nach Empfang des vollständigen Bildes automatisch auf den Sprechbetrieb zurückschaltet, um das Gespräch fortzuführen. Wenn man einen Speicher verwendet, wie er in der USA.-Patentanmeldung 152 746 beschrieben ist, bleibt das Bild für etwa 10 bis 15 Minuten auf dem Monitor 16 erhalten und wird nur für die Wiedergabe eines nachienger.den Einzelbildes ge'öscht. Während dieser letzten Zeitspanne, in der 1. .;n Bild gesendet -.wird, kann das Gespräch fortdauern, >bwohl das übertragene Bild noch auf deea Monitor 16 zu sehen ist.

Ein Blockschaltbild des sendeseitigen Fernsehumsetzers 54 ist '·η Fi g. 1 gezei?!.. Ein 4-MHz-Taktgtber 30 mit einem Kristalloszillator bestimmt die gesamt'; Zeitsteuerung. Die Taktgeberschwingungen ■··]<·:'< γ: in einem Synchronisicrungsgenerator 32 durch 256 dividiert, um an dar Klemme 34 Horizontalsicuersignale zu erzeugen. Die derart in der Frequenz herabgesetzten Taktgeberschwingungen werden weiterhin durch 262,5 dividiert, um Vcrtikalstcuersign.'ilc an der Klemme 36 zu erzeugen. Die an. den beiden besagten Klemmen erscheinenden Horizon- !.Γ.1- und Vertikalstcuersignale betreiben die Fernsehkamera 10 aus Fig. S, um die Biidinformalion zu liefern, von der ein zur Sendung iuisgcwähltcs F.i.i/.el· bild im Speicher I?, gespeichert wird. Wie es später noch beschrieben wird, wird beim Beginn der 3ildv.ndung die Vei tikalsteuerfrequenz für den Speicher 12 um den Faktor K: vermindert, während die Veriika'ablenkfrequenz ebenfalls um den gleichen Faktor 1 :'■■ vrrmipder: wird. Hiermit kennen die je nach dem '■ v;. eier \u vevdeien Nacbneuienverbmdimg auiticienden Verzerrungen vermieden w rden, obwohl die i lorizontalstc jei'frequonz; für '!e- Speicher nich. geändert wird, ¹Jm eine optini·"-'·.. Biidv/iedergalie zi: erhalten. Da die verlängerte A eslesune, eines gespeicherten Bildes ' ine', fortschreitend verminderte?: ^;\(~:;'i:ist zu. i':i^:!;e iiat., wrd das Austa^tsignal füi da:. Speichers'/:;: .'πί. wie nv.'cli beschrieben w<: Je: ■■"ii'd, i/hcninils v^ihrend der Sendung verändern, un '.•er· i^;.k:k::'one;is:rahl v-ährpüd der πι 'it abpctr.s! 'er /.eilen :iusZL'iastc;i.

V>-is irn Sir.'.ici"<^-r «2 gespeicrc ·χ Fin/cibüi 1:; it ?i5 hiii'i:--.ont;ilf. /.eilen und ':?6 /ci^.jkale Sp.eier /'■riegt. w·'.. ·.-■; in :^; i ». λ gi:vcigi isi. Diese aus 1 M 40( liifc'rmitic-.riscic.Ticnten bestehende Matrix (/ede: i-'icmcn.t bcsit/t eiiveei iir:'.uwcit) wird Spalte fii Spalte übertrager-, wobei in der oberen linken P.cki d'.'- \';;tri::. t.t'.»oiin?ri v-'ird. .!eue 5?.5 ZeiI<Mi lings S;>.:it·' l'ic-if'i iiiruvlM e'ne SerrJezcii von V₁ Sekunden ■·' !:; ^rM:cf Vii.>i;csc:bwmdi[',k"it von 2100 Blementci !•'te·- ;ili:n-iikter. pm S' ii-'vic entspricht. Das modu iciTiidp Si^pal wild ν·(>η der gespeicherten Bild information diircli »Abfragen und hesthalten' (samplc-and-hold-icchniquc) gewonnen, wobei da Ausgaiigssignal füi ' ■■'., Millisekunden auf dem (ir in

wert des ersten Elements der Spalte bleibt, worauf es den Grauwert des zweiten Elements der Spalte annimmt und auf diesem Wert für die nächsten ¹Z₁ Millisekunden bleibt, usw. Um die Übertragungszeit zu verringern, werden die Elemente, die dem Ursprungliehen Horizontal-Austastsignal entsprechen, nicht gesendet. Da diese Horizontalaustastzeiten etwa 15%> eines Bildes ausmachen, wird hiermit die BiIdübcrtragungszeit bei der vorliegenden Anordnung um diesen Prozentsatz verkürzt. '°

Gemäß Fig. 2 wird das aus festgehaltenen Abfragewerten zusammengesetzte Signal mit Hilfe eines Abfrageimpulsgenerators 38 erzeugt, der mit dem Ausgang des Taktgebers 30 gekoppelt ist und eine erste Abfrageschaltung 40 derart steuert, daß sie die verschiedenen an ihrem Eingang 42 vom Speicher 12 erhaltenen Bildinformatioriselemente jeweils für die besagten V₂ Millisekunden festhält. Dieses aus den festgehaltenen Abfragewerten bestehende Signal wird dann in einem 1-kHz-Tiefpaßfilter 44 gefiltert und *° anschließend einem Frequenzmodulations-Generator 46 zugeführt. Dieser Generator 46 liefert als Ausgangssignal eine Frequenz von 2,2 kHz für einen Bildpunkt minimaler Helligkeit (d. h. schwarz) und eine Frequenz von 1,2 kHz für einen Bildpunki maximaler Helligkeit (d. h. weiß) und eine Frequenz, die sich zwischen diesen Extremwerten linear mit der Helligkeit der einzelnen Bildpunkte ändert und somit die Grauwerte darstellt.

Die Zerlegung des Fernsehbildes gemäß der in F i g. 3 gezeigten Matrix mit ihren 134 400 Elementen erfolgt durch Identifizierung der 256 Spalten innerhalb jeder der 525 horizontalen Zeilen. Da das Horizontalsynchronisierungssignal durch Herunterteilung des 4-MHz-Ausgangs des Taktgebers 30 um den Faktor 256 gewonnen wird, enthält jede Zeile 256 Takte, wodurch sich jede der 256 Spalten innerhalb einer einzelnen Zeile leicht identifizieren läßt. Jedes Element in der Matrixanordnung kann somit durch Angabe der betreffenden Zeile und des betreffenden Taktes in dieser Zeile genau aufgefunden werden.

Um alle V< Mikrosekunden von Spalte zu Spalte beginnend auf der linken Seite eines Fernseh-Einzelbildes fortzuschreiten, werden die horizontalfrequenten und die vertikalfrequenten Impulse einem Zähler 48 zugeführt, dessen Ausgang mit dem Ausgang des Taktgebers 30 im Impulsgenerator 38 verglichen wird, um das Abfrcgesignal für die Abfrage- und Halteschaltung 40 zu erzeugen. Bei den ersten 8 Einzelbildern wird der Abfrageimpuls während des ersten Taktes des Taktgebers in den Fernsehzeilen abgegeben. Bei der zweiten Gruppe von 8 Einzelbildern wird der Abfrageimpuls statt dessen während des zweiten Taktes des Taktgebers in diesen Zeilen abgegeben. Bei der dritten Gruppe von 8 Einzelbildem erscheint der Abfrageimpuls während des dritten Taktes des Taktgebers usw.

Es leuchtet ein, daß die Empfangseinrichtung die Geschwindigkeit oder Frequenz der Übertragung aufeinanderfolgender Bildpunkte und auch die Reihen- <*> folge bei der Übertragung »kennen« muß. Falls Geschwindigkeit und Reihenfolge als Norm gegeben sind, muß nur der Startzeitpunkt übertragen werden, um einen Synchronbetrieb für jedes Einzelbild zu gewährleisten. Die in F i g. 1 veranschaulichte und in den F i g. 2 und 4 genauer dargestellte Anlage ist so ausgelegt, daß bei ihr alle 8 Zeilenintervalle ein Bildpunkt übertragen wird, der Grund hierfür wird später noch ausführlicher erläutert. Die Intervallsteuerunj erfolgt außerdem gemäß der Farbfcrnsehnorm, wöbe die Taktgeberfrequenz 512/455 der Farbhilfträger frequenz (4,027981 MHz) beträgt. Die besagte Start Zeitinformation wird durch Übertragung eines be kannten Tonfrequenzburst am Beginn jeder Scndunj gegeben, indem gemeinsam mit dem vom Generatoi 46 erzeugten frequenzmodulierten Signal ein Ausgang des Zählers 48 auf eine Addierschaltung SO gegeber wird. Die Addierschaltung 50 erhält ferner das Ausgangssignal einer »gctalt-durch-achte-Schaltung 52 die beim Empfang des Horizontalsteucrsignals der Abfrageimpuls in Intervallen von 8 Fernseh-Einzel· bildern erscheinen läßt. Wie gezeigt, führt der Ausgang der Addierschaltung zum Eingang 52 zur TeIcfonleitung für die Übertragung. Zur Erzeugung des obengenannten Tonfrequenzburst werden akustische und induktive Eingabe-Ausgabe-Geräte sowie für den Fernsprechverkehr genormte Datenkopplcr verwendet.

Der empfangsseitige Fernsehumsetzer20 aus Fig. I ist ausführlicher in Fig.4 dargestellt. Das empfangene frequenzmodulierte Signal aus der Telefonleitung wird über einen Begrenzer 60 dem Demodulator 62 zugeführt, um das ursprüngliche Modulationssignal wiederzugewinnen. Im einzelnen wird das Ausgangssignal des Demodulators 62 über ein zweites Tiefpaßfilter 64 einem zweiten Abfrage- und Haltckreis 65 zugeführt, der in der gleichen Weise wie beim Sender gesteuert wird. Dabei liefert ein 4-MHz-Taktgeber 66 ein Ausgangssignal an einen Abfrageimpulsgenerator 68, wo es mit einem Impulssignal aus einem Zähler 70 verglichen wird. Dieses Impulssignal wird von den zugeführten Horizontal- und Vertikalsteuersignalen abgeleitet, die von einem Synchronisierungsgenerator 72 nach Herunterteilung der 4-MHz-Taktsignale erzeugt werden. Der Ausgang des Begrenzers 60 ist außerdem auf einen Tondetektor 74 gekoppelt, um den Startzeitpunkt zur Abgabe des Abfrageimpulses an die Schaltung 65 zu steuern.

Das Ausgangssignal dieser zweiten Abfrageschaltung 65 besteht aus einer Folge von amplitudenmodulierten Impulsen, die im Abstand von «/. Millisekunden aufeinanderfolgen, was der Übertragungskapazität einer Telefonleitung mit 2 kHz Bandbreite entspricht. Nach jeweils 8 Fernseh-Einzelbildern ist eine Spalte von Bildpunkten zu Ende, und dir Lage des erzeugten Impulses rückt um V₄ Mäkrosekunden nach rechts über das Bild. Jeder erzeugte Impuls stellt somit das Videosignal für ein Element der ursprünglichen 134 400teiligen Matrix dar, wobei die Amplitude dieses Impulses proportional dem Grauwert des betreffenden Matrixelements ist. Diese an der Klemme 76 erscheinenden Ausgangsimpulse werden dann zur Modulation des Strahlenstroms in einer Speicherröhre herangezogen, um den Strahl nur während der Impulszeiten aufzutasten. Die Speicherröhre entspricht dem in Fig. 1 gezeigten Informationsspeicher 22. Mit der normalen Horizontalablenkfrequenz und mit V₁, der normalen Vertikalablenkfrequenz bauen die Impulse, wie weiter unten beschrieben wird, das ursprüngliche Ladungsmuster auf der Auftreffelektrode wieder auf. Wenn die übertragung beendet ist, kann durch normales Auslesen der gespeicherten Bildinformation das Videosignal in seiner ursprünglichen Feinheit wiedergegeben werden.

Wie oben erwähnt, erfolgt die Hauptsteuerung des Empfängers durch einen Taktgeber mit einem 4-MHz-

Krislalloszillator, der dem Taktgeber des Senders völlig gleich sein kann. Das vom Begrenzer 60 kommende Signal wird mittels einer Bandpaßsehallung ausgewertet, um den Tonfrcquenzburst zu fühlen und nach Erkennung desselben mit dem Abfragen und Speichern der Bildimpiilse zu beginnen.

Mit e^;-ier Ausführung der vorstehend beschriebenen Hinrichtung konnte eine hohe Zuverlässigkeit und Qualität der Bildübertragung über einen für Sprechverkehr ausgelegten Tonfrequenzlanal nachgewiesen werden. Als Nachrichtenverbindungen wurden sowohl nichtentzerrte Haustelefonleitungen (home type telephone lines) als auch unmodifizierte zivile Sende-Empfangs-Anlagen (unmodified type Citizen's Band transceivers) verwendet. Geringe Stö- '5 Hingen wurden beobachtet bei den übertragenen Telefon-Überwachungssignalen, und es wurde ein geringer Einfluß auf die Kenndaten der Telcfonlcilung v/ie Übertragungsfrequenzgang, Nebensprechen, Gruppenlaufzeit oder Verschiebung bei der Frequenzumsetzung festgestellt. Als vertikale Auflösung arn Ende einer etwa 6000 Meilen (9656 km) langen Telefonleitung wurden 340 Linien gemessen, während in horizontaler Richtung etwa 200 Linien pro Bildbreite gemessen wurden. Eine solche Auf- *5 lösung entspricht etwa derjenigen einer Fernsehanlage mit 2 MHz Bandbreite. Die Graustufung und der Rauschabstand des übertragenen Bildes entsprach im wc.-entlichen den Werten für den verwendeten Informationsspeicher, beispielsweise 7 Graustufen und 36 dB Rauschabstand.

Wie oben erwähnt, arbeitet das erfindungsgemäße System mit einer effektiven Vertikalablenkfrequenz, die auf Vie der üblichen 60 Hz vermindert ist. Der Grund hierfür kann am besten an Hand der Fig. 5 und 6 verständlich gemacht werden. Im einzelnen zeigt Fig. 5 das Ablenkraster für den gewöhnlichen Fernsehrundfunk mit einem unendlich schnellen Rücklauf an der Vorderflanke der Horizontalsynchronisierimpulse. Die Übereinkunft für die Nume- *° rierung der Zeilen geht ebenfalls aus F i g. 5 hervor. Die Abtastung beginnt mit Zeile Nr. 1 in der linken oberen Ecke, wo bei ungeradzahligen Teilbildern die Vorderflanken der Horizontal- und Vertikalsynchronisierimpulse zusammenfallen. Ein 525zeiliges Bild *5 besteht aus zwei verschachtelten Teilbildern mit jeweils 262,5 Zeilen, wobei die Zeilenfrequenz etwa 15,75 kHz und die Teilbildfrequenz 60 Hz beträgt. Bei der NTSC-Norm liegen 8°/o der Zeilen, d. h. 42 Zeilen pro Vollbild, im Vertikalaustastintervall, während 16,67 °/o jeder Zeile im Horizontalaustastintervall liegen.

Bekanntlich liegt die Bandbreite einer gewöhnlichen Telefonleitung in der Größenordnung von 1 kHz, so daß bei Verwendung dieser Nachrichten-Verbindung zur Übertragung von Fernsehdaten die Videoabtastfrequenz auf etwa 2 kHz begrenzt ist Eine Frequenz von 2 kHz (im Vergleich mit der Zeilenfrequenz von 15,75 kHz) bedeutet daher, daß der erste Abfragewert einer Spalte, die, wie oben be- *° schrieben, übertragen werden soll, beim Empfang in der Femsehzeile Nr. 1 wiedergegeben wird, daß der zweite Abfragewerte in der Femsehzeile Nr. 9 wiedergegeben wird, daß der dritte Abfragewert in der Femsehzeile Nr. 17 wiedergegeben wird usw. Der 34. Abfragewert erscheint in der Zeile Nr. 265, die, wie in F i g. 5 erkennbar, zwischen den Zeilen N-\ 2 und Nr. 3 liegt. Bei Verwendung der normalen Vertikalablenkfrequenz von 60 Hz wurden die über tragenen Abfnigewerte bei der Empfangsstation ii der in Fig. 6 gezeigten Reihenfolge übertragen wer den, wobei die ersten beiden übertragenen Bild elemente oder Bildpunktc in den Zeilen Nr. 1 unc Nr. ⁿ liegen wurden, jedoch durch etwa 15 Zeiler voneinander getrennt wären. Diese 15 Zeilen sind ' :i der Bildhöhe, und somit können durch Obersprechet benachbarter Abfragewerte Störungen entstehen, di( im empfangenen Bild als Geisterbilder im 15-Zeilen Abstand erscheinen. Diese Geisterbilder werden be der Wiedergabe als Konturen geringerer Helligkei in einem Abstand von '/33 Bildhöhe oberhalb unc unterhalb des Hauptbildes sichtbar. Wenn das Übersprechen stärker wird, erscheinen zusätzliche Geister bilder in demselben vertikalen Abstand, währenc unter manchen Übersprechbedingungen ein bestimm tes Geisterbild verschwinden kann, während ein an deres intensiver wird. Solche Bildstörungen habcr ihre Ursache in den Eigenschaften der Tonfrequenz-Nachrichtenverbindung und der verwendeten Filterkreise, da wegen ihrer charakteristischen Laufzeiter nicht jeweils nur ein einziger Abfragewert empfanger und eventuell wiedergegeben wird, sondern auch eir Anteil des unmittelbar zuvor übertragenen Abfragewertes mit wiedergegeben wird.

Es wurde festgestellt, daß außer einer Laufzeitentzerrung des Fernsprechkanals oder eines anderer Nachrichtenkanals zur Verbesserung der Wiedergabe der übertragenen Videoinformation andere Maßnahmen in Betracht kommen können, um die erwähnter Störungen auszuschließen. Beispielsweise wurde festgestellt, daß die verwendeten Abfrage- und Haltekreise die Abfragewerte jeweils nicht länger als V: der Abtastperiode festhalten sollten. Außerdem wurde gefunden, daß beide Tiefpaßfilter 44 und 64 phasenentzerrt sein sollten und daß die Abfrageimpulse irr Empfänger bezüglich des demodulierten Signals ^enau ausgerichtet sein sollten. Es hat sich herausgestellt, daß bei Erfüllung dieser vier Forderunger mit einem System, weiches mit den gewöhnlicher Fernseh-Vertikalablenkfrequenzen arbeitet, sehr gute Bilder übertragen werden können. Andererseits sind diese vier Forderungen bei der Herstellung eines aul den Verbraucher abgestimmten Produkts kaum zu erfüllen, weil hierdurch die Kosten beträchtlich wachsen. Dies liegt nicht nur an den notwendigen teuerer Schaltungen, sondern auch daran, daß die Entzerrung von Telefonleitungen zu einem äußerst schwierigen Problem wird, wenn man nur an den Verkauf eine: Produkts an den Verbraucher denkt und nicht ar eine einfache, billige Verbesserung des Fernsprechdienstes.

Wie die F i g. 6 zeigt, entstehen die in vertikalei Richtung erscheinenden Geisterbilder nur, weil nacheinander übertragene Video-Abfragewerte auf dem Bildschirm räumlich nicht nebeneinander wiedergegeben werden. Wenn man sie räumlich zusammenbringen könnte, würden ungenaues Abfragen, nichtentzerrte Tiefpaßfilter und nichtentzerrte Telefonleitungen nur die vertikale Auflösung des übertragenen Bildes verringern, jedoch keine eigentlichen Bildstörungen verursachen. Eine solche räumliche Zusammenlegung erhält man mit der in F i g. 7 gezeigten Reihenfolge der Zeilenabfrage. Das Übersprecher benachbarter Abfragewerte würde dann nur vertikal direkt übereinanderliegende Bildpunkte (keine voneinander entfernten Bildpunkte) beeinflussen, so daß

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keine Götterbilder auftreten, sondern statt dessen eine leichte »Unscharf w-.< entsteht, womit die erzielbure vertikale Auflösung etwas verringert wird. Um das System so zu ändern, daß an die Stelle der extrem kritischen Forderungen eine leicht zu erfüllende Forderung tritt, braucht man nur die zur Übertragung der Vide">information über diesen Fernsprechkanal verwendete Vertikalabtastpcriode von '/« Sekunden auf 'Λ Sekunden zu ändern. Außer der Herabsetzung der Anforderungen an den Vertikalbetrieb sind keine Veränderungen am Fernsehbildumsetzer der F i g. 1 notwendig, weil die Horizontalabtastung nicht geöndert wird. Mit der genannten Einstellung der Vertikalabtastung können die Abfrage- und Haltekreise die Abfragewerte für die Dauer der gesamten Abfrageperiode »festhalten«, brauchen die Tiefpaßfilter nicht phasenentzerrt zu werden und ist die genaue zeitliche Beziehung zwischen den Abfrageimpulsen beim Sender und beim Empfänger für den Beirieb der Einrichtung nicht so sehr von Bedeutung. ao

Mit der Änderung der Vertikalabtastperiode auf Vi Sekunden werden benachbarte Abfragewerte im Abstand von ¹Z? Millisekunden übertragen, oder anders ausgedrückt, vergehen nach Abtastung und Übertragung einer Zeile der Videoinformation 7 Zeilenintervalle, bevor die nächste Zeile abgetastet und übertragen wird. Für die Abtastung der 525 Zeilen eines wiederzugebenden Bildes werden somit etwa S2.-./J Millisekunden oder ungefähr ¹Zt Sekunden benötigt. Durch eine derartige Verringerung der Vertikalabtastfrequenz kann die Bandbreite der Bildzerlegung der Bandbreite des Fernsprechkanals angeglichen werden, so daß die Reihenfolge bei der Bildwiedergabe der Reihenfolge entspricht, in welcher die Übertragung der Abtastwerte erfolgt. Dies ist mit der Tabelle der F i g. 7 veranschaulicht.

Da die Vertikalabtastintervalle jeweils ¹Zj Sekunden betragen, ist außerdem keine so große Genauigkeit bei der Bestimmung des Startzeitpunktes der Übertragung mehr erforderlich. Es muß lediglich ein Tonsignal oder ein Codezeichen gesendet werden, welches innerhalb einer Zeit erkannt wird, die im Vergleich zu dem Vi-Sekunden-Intervall kurz ist und bei einer Ausführungsform der Erfindung 15 Millispater zur Bildwiedergabe mit der gewöhnlichen (SO-HzA ertikalabtastfrequenz ausgelesen. Für die zweite Möglichkeit sei angenommen, daß die Fernsehkamera 10 eine lebendige Szene aufnimmt und nur die Information eines Mchenden Bildes übertragen werden soll. In diesem Fall kann die Kamera 10 mit der regulären ftO-Hz-Vertikalabtastfrequenz betrieben werden, wobei die Bildinformatioii beispielsweise in einer Silizium-Speicherröhre im Speieher 12 vor der Übertragung gespeichert wird. Die Auslegung aus dem Speicher 12 erfolgt dann mit der niedrigen 4-Hz-Vertikalablenkfrequenz (Vertikalabtastperiode von V< Sekunden) für die Übertragung, und nach Empfang am anderen Ende wird die iibcrtragene Bildinformation mit dieser niedrigen Frequenz in den Speicher 22 eingeschrieben., aus dem sie zur Bildwiedergabe wieder mit d^r regulären öO-Hz-Vertikalabtastfrequenz ausgelesen wird. Bei beiden der vorgeschriebenen Methoden erfolgt die Übertragung ungefähr mit ¹Zn der normalen Vcrtikalfrequenz, während die endgültige Wiedergabe mit der normalen Frequenz erfolgt, so daß im gesamten System herkömmliche Fernseheinrichtungen verwendet werden können, die alle mit der genormten Horizontalfrequenz arbeiten.

Die Steuerung der Abtastgeschwindigkeit der Fernsehkamera 10 und/oder des Speichers 12 in der Sende«tation erfolgt mit dem Ausgang 45 der in Fi g. 2 gezeigten Einrichtung, womit je nach der gewünschten Betriebsart entweder die Kameraabtastgeschwindigkeit oder die Geschwindigkeit des Hinschreibens in den Speicher gesteuert wird. Wenn beispielsweise die Kamerafrequenz geändert wird, kann das Steuersignal die Frequenz der Steuerimpulse für das Vertikalablenkjoch der Kamera ändern, und zwar in Abhängigkeit der vom in Fig. 2 gezeigten Zähler 48 gezählten Zeilen. Wenn andererseits ein Speicher verwendet wird und die Kamera mit der normalen Vertikalfrequenz betrieben wird steuert das Steue-rsignal am Ausgang 45 die Einschreibgeschwindigkeit in das Speicherelement des Speichers. Der Betrieb des Zählers 48 wird durch geeignete Schalter gesteuert, um die besagten Ausgangsgrößen gemäß der jeweiligen Betriebsart der Anlage zu liefern. In ähn-Heller Weise lifrt d i F i 3 dll Zähl

sekunden betrug. Anstatt die ankommende Leitung 45 Heller Weise liefert der in F i g. 3 dargestellte Zählei ' ' ~ ⁷⁰ geeignete Ausgangssignale zur Steuerung der Ein

schreib- und Auslesegeschwindigkeit für den empfängerseitigen Speicher und der Frequenz für die Bilddarstellung auf dem Monitor.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung ist ah bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anzu sehen, d. h., es sind Abwandlungen möglich, ohm den Bereich der Erfindung zu verlassen. Währenc die beschriebene Ausführungsform mit einer Vertikalabtastfrequenz von Vie der üblichen 60-Hz-Frequen; arbeitet, sind auch Vertikalabtastfrequenzen zi einem anderen Bruchteil oder Änderungen der An zahlen der abgetasteten Zeilen möglich, um ein« Bilddarstellung ohne Geisterbilder zu erhalten, di(

direkt zu überwachen und das Tonsignal zu »erwarten«, wurde das Ausgangssignal des im Empfänger befindlichen Begrenzers 60 zur Lieferung der erforderlichen Anzeige herangezogen. An sich wäre zu erwarten, daß ein solches Vorgehen ungünstig ist, weil Rauschsignale nach der Begrenzung die Einrichtung aktivieren könnten. In Wirklichkeit ist dies jedoch nicht der Fall, insbesondere wenn ein sehr schmalbandiges Filter verwendet wird.

Nachdem man sich auf die Verminderung der Vertikalabtastfrequenz festgelegt hat, gibt es zwei Möglichkeiten, um benachbarte übertragene Abiastwerte im wiedergegebenen Bild an benachbarten Stellen erscheinen zu lassen. Die erste Möglichkeit besteht

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darin, die in F i g. 1 dargestellte Kamera 10 mit einer ^6o auf Grund der Eigenschaften der in den Einrichtun

Vertikalabtastperiode von ¹Z* Sekunden zu betreiben, gen verwendeten Einheiten entstehen können. Di<

wobei vorausgesetzt wird, daß nur unbeweg1^:che Verminderung der Vertikalabtastfrequenz auf ¹Zn dei

Szenen von der Kamera aufgeommen und zur end- üblichen Werts ist zwar für ein 5?5=c:Üges Systen

gültigen Wiedergabe in den Speicher des Empfängers optimal, jedoch bringt auch eine Verminderung au

übertragen werden. Die Bildinformation wird dabei ⁶5 'Zs der üblichen Vertikalfrequenz in einem solcher

mit dieser niedrigen Frequenz zum Empfänger gesendet und dort beispielsweise in einer Silizium-Speicherröhre im Speicher 22 gespeichert, jedoch rquenz in einem

System eine Verringerung der Übersprechstörungen wenn auch nicht in dem Maße wie eine auf ¹Zu ver minderte Abtastfrequenz. Die vertikale Auflösunj

<t

ist im Vergleich zu tier mit ;mf ¹Mn vemimderten !•'reijuen/. arbeitenden Hinrichtung ebenfalls etwas schlechter, sie kann jedoch dadurch verbessert werden, daß man die Anzahl der in jeder Spallenteilung übertragenen Zeilen verändert. !·> sei weiterhin er-

wähnt, datt die Verminderung der Sendcgcschwinditikeit über den Tonfrequen/.kanal etwas von der Circn/c für die Abfragcfrcciiienz abhängt, die durch die Bandbreite der verwendeten Nachrichtenverbindung gegeben ist.

Hier/u 1 FJIaIt Zeiehniinuen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Bildübertragungseinrichtung zur Übertragung von Bildsignalen über eine Nachrichten- strecke mit auf Tonfrequenzen begrenzter Bandbreite, mit einem senderseitigen Bildwandler, Bildspeicher und Umsetzer zur Abtastung der Bildinformationen und Umsetzung der Abtastwerte in Signale mit einer der Nachrichtenstrecke entsprechenden Bandbreite, sowie mit einem umfangsseitigen Umsetzer, Bildspeicher und Bildwandler zur Rückumwandlung der Signale in ein Bild, dadurch gekennzeichnet, daß der senderseitige Umsetzer einen Frequenzmodulator (46) zur Umsetzung der Abtasiwerte in tonfrequenzmodulierte Schwingungszüge enthält und iluß die Folgefrequenz bei der Übertragung der jiiiieinanderfolgenden Abtastwerten entsprechenden Schwing-ngszüge über die Nachrichlenstrecke ein unterhalb der ZeilenablenkiVequcnz liegendes Vielfache:; der Bandbr. ite der Nachrichtensirecke be;rägt und außerdei um einen Faktor gleich dem halben Verhältnis zwischen Abiastfrequenz Und Zeilenablenkfrequenz kleiner als die Halbliildfrequenz des empfangsseitigen Bildwandlers (24) ist.

2. Bildüberiragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachriehtensirecki, eine nichtcntzcrrtc Fcrnsprechieilung ist und daß die Folgefrequenz für die Übertragung gleich der zweifachen Bandbreite der Nachrichtenstrecke ν id gleit Ί '/_Η der Zeiienablenkfrcqucnz und ¹A₀ der Halbbildfrequcnz des empfangsseitigen Bildwandlers (24) ist.

3. Bildübertragungseinrichtung nach Anj.pruch !, dadurch gekennzeichnet, daß der ernp-1 i.ngsseiiige Bildspeicher (22) die gespeicheten Bildsignale an den Bildwandler (24; mit dessen Tcilbildfrequenz liefert.

4. Rik'übcrtragungseinrichtung nach Antprijch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der senderseitige Umsetzer bei der Aufnahme eines unbewegten Objektes die Teilbildfrequcnz für die Ablenkung des sendersciligen Bildwandlers (Ii) derart bestimmt, daß sie niedriger als die Teil-Hldfrequenz für die Ablenkung des cmpfangsteitigen F<ildwand!ers (24) ist.

5. Bildübertragungseinrichtung nach Ap- ipruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der scm- '" Vierseitige Umsetzer bei der Aufnahme eines bewegten Objektes die Bildinformation mit der gegenüber der Teilbildfrequcnz des empiangs-Icitigen Bildwandlers (24) niedrigeren Frequenz in den empfangsseitigen Speicher (22) eingibt.

6. Bikliiburtragungseinrichtung nach An-Ipruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der Videosignale, welche die Biidinforniation eines Objektes (18) enthalten, und die Wiedergabe dieser Bilciinformation mit dem "° empfangsseitigen Bildwandler von O.rm senderv.'iiigen Umsetzer (Fig. 2) derart steuerbar ist, daß in beiden Fällen dieselbe Horizonfaiabienkfrcquenz benutzt wird.

Die Erfindung betrifft eine Bildübertragungseinrichtung zur Übertragung von Bildsignalen über eine Nachrichtenstrecke mit auf Tonfrequenzen begrenzter Bandbreite, mit einem senderseitigen Bildwandler, Bildspeicher und Umsetzer zur Abtastung der Bildinformationen und Umsetzung der Abtastwerte in Signale mit einer der Nachrichtenstrecke entsprechenden Bandbreite, sowie mit einem empfangsseitigen Umsetzer, Bildspeicher und Bildwandler zur Rückumwandlung der Signale in ein Bild.

Mit bekannten Einrichtungen dieser Art (US-PS 2 878 310) soll es möglich gemacht werden, im Rahmen einer Gegenspnxhverbindung eine Fernsehbildinformation zu geben, wobei zur Übertragung der Bildinformation die normalen, für Sprachfrequenzen ausgelegten Anlagen und zur Bildwiedergabe normaler Fernseheinrichtungen verwendet werden. Wenn das Objekt eine bewegte Szene is?. '. ■■-·'·. ein 3?^:)dspeichcr ·.erwcr.det v.erders, wie er .n der USA-Palcütunnielüung 152 7-!ft vom N.jd.ni 1971 beschrieben ist, um jcwn's ein Fernseheiny.elbikJ einzeln übertragen zu können und somit die Bildübertragung über eine Fernsprechverbindung durchführen /11 können, ohne die Bandbreite zu benöligen, die man ansonsten beim übertragen von Laufbildern zur Verfügung haben -nuß.

Die bekannten Bildübcrtragungseinrichiuniien bringen jeJoch häufig unerwünschte störungen mit .lieh. So treten !>:i der Wiedergabe des Bildes auf d--r (•"iupfang.sseite oft unerwünschte Doppclkoiituren auf, sogenannte »Gcisicsbildcr«, die mit geringer Helligkeit über oder unter dem Haup'biid erscheinen. Solche Doppelkonturen werden häufig dadurcii !icr- ^'Tgerufcn, daß entsprechende Abtasiv/erie ;ηιΓ·:ί:ΐ-anderfoigcnder Biidpunkte auf der ^mpfangsseiic nicht in räumlich ncbeneinsncierlieoenciet Ar.G;'Jnui\ii wiedergegeben werden.

Die Aufgabe der vorliegende,\ Έ,Γ^ηιΌη^ r.csioh· daher darin, die Unzulänglichkeiten <icr bekani.-cn Einrichtungen zu beseitigen und eine Fjrriciiiung der in Frage stehenden Art zu schaffen, weiche einy weitgehend störungsfreie Bildwiedergabe gcwäh: cisL^i.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeriüß dsd ^r':r gelöst, JüB der senderseitigc Umsetzer einen Fi'co.".. izmoduiator zur Umsetzung der Ab'asiwcnc ^:r; ί·.;η-frequcnzmodulierlc .Schwingungszüg? cnthri't nr.-.i d.-ii.i die Folgefrequenz bei ώ:\- Ubertrr.gj.rig eier 4ui":inandcrftiigenden Abtastwcrtc entsprechender, S'.:h«'ngtip.gszügc über die Nacnrichtenslrccke ein innerhalb Jcr Zeilenablcnkfrequ'jnz liegendes Vielfaches der Bandbreite der Nachrichtenstrecke betrag: und außerdem um einen Faktor gleich dem halben Verhältnis zwischen Abtastfrequenz und Zcilcnablenkfrequcnz kleiner als die Halbbildfrequenz des crnpfangsseiligen Bildwandlers isi. Durch diese erfmdungsgcmi'ör-. Abstimmung der Übcriragungsfrcqiienz der Abi;iriiwertc wiu! den Bandbreiteneigcnscha'len der Nachricbtenstrecke und den Anpassungserfordernissen der sander- und empfangsseitigen Einrichtungen Rechnung getragen. Tiierdurch können unerwünschte Doppelkont'.ircTi im v;iedergegebenen Bild v.citf.-hcnd ausgeschaltet werden, wobei nur eine in der "raxis nicht störende geringfügige Unscharfe in Kauf zu nehmen ist.

Vortcilh.ifie Ausgestaltungen der erfindungsgcmäßcn Büdübcrtnig'ingsi-inrichtung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Dar-