DE2301122B2 - Verfahren zur uebertragung einer zusatzinformation innerhalb des bildruecklauf-austastbereiches eines fernseh-bildsignals und verfahren zur einspeisung der nach dem verfahren uebertragenen zusatzinformation - Google Patents

Description

beiden im Dekodierer auswählbaren, jeweils für Wortbeginn und RücksteHinformatiun der Zusatzinformation zuständigen Lesetaktimpulsen je eine Kippstufe (FF₅, FF₆) zugeordnet ist und beide Kippstufen bei Eintreffen einer im Bildsignal enthaltenen Zusatzinformation auf Lesebetrieb geschaltet sind, daß zum Auslesen der als Wiederholung eingeschriebenen zweiten Hälfte der Zusatzinformation ein weiteres Kippstufenpaar (FF₁, FF₈) vorgesehen ist und daß zum Umschalten vom ersten (FF₅, FF₆) auf das zweite Kippstufenpaar (FF₁, FFh) eine durch den Zeilenbeginn getriggerte Monostabile Kippstufe (MFi) vorgesehen ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung einer in Form einer digitalen impulsfolge ausgebildeten. jeweils aus Synchroniinpuls, Wonanfangimpuls und den eigentlichen Informationsimpulsen bestehenden Zusatzinformation innerhalb des Bildrücklauf-Austasibereicheines Fernseh-Bildsignals.

In der Fernsehtechnik ist es bekannt, neben dem Bild und einem Tonsignal zusätzliche Informationen /■·, übeitragen. Aus betriebstechnischen und/oder wirtschaftlichen Gründen ist es vorteilhaft, diese zusätzlichen Informationen mit dem Bildsignal zu koppeln Unter Ausnutzung der im Bildsignal enthaltenen Redundanz ist dies möglich, und eine Vielzahl von bekannten Vorschlägen hat z. B. die Übertragung <.k-, Tonsignals (Sound in Vision) oder vieler Tonsignale (Compressed Multisound-COM) auf diese Weise zum Ziel. Auch werden beim Stand der Technik neben den Signalen des sichtbaren Bildes Prüfzeilen übertragen. die mit technisch exakt erzeugten, genormten Testsi gnalen gefüllt, der Prüfung der Übertragungsquaiität während des Betriebes dienen, dem Fernsehteilnehmer aber unsichtbar bleiben. Ähnlich wie bei der Prüfzeilentechnik ist es ferner bekannt, die Zusatzinformation im Bildrücklaufaustastbcreich des Videosignals aufzunehmen (vgl.: »Rundfunktechnische Mitteilungen«. 1972, Heft 2, S. 88-93). Diese Zeilen liegen zweckmäßig zeitlich benachbart der für das Prüfzeichenverfahren genormten Zeile.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Übertragung von Zusatzinformationen innerhalb des Bildrücklauf-Austastbereiches eines Videosignals im Hinblick auf eine höhere Übertragungssicherheit und eine empfangsseitige Synchronisation zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren in der Weise gelöst, daß die Zusatzinformation in einer oder η aufeinanderfolgenden Zeilen einer Bildaustastlücke übertragen wird und daß jede für die Zusatzinformation verwendeten Zeilen zeillich in zwei gleiche Teile aufgeteilt und die Impulsfolge in beiden Zeitabschnitten gleichartig übertragen wird. Der Synchronisaticnsimpuls ist dabei immer besetzt und erlaubt so eine einfache Synchronisationsschaltung für Siart-Slop-Bctrieb. Dadurch ist es möglich, senderscitig erweiterte Lagetoleranzen des Zeichens innerhalb der Zeile zuzulassen. Da jede der für die Zusatzinformation verwendeten Zeilen zeitlich in 2 gleiche Teile geteilt und in beider¹ Zeitabschnitten übertragen wird, ergibt sich ein weiterer Vorteil hinsichtlich einer einfachen empfangsseitigen Synchronisation. Es besteht damit nämlich die Möglichkeit in beiden Halbbildern eines

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Fernsehrasters jeweils abwechselnd die erste und die zweite Hälfte des Zeileninhalts auszuwerten. Es ist aber tuch möglich, in jedem Halbbild im Interesse höherer Übertragungssicherheit beide Teile des Zusatzzeichens IU verarbeiten oder bei n-facher Wiederholung des Zusatzzeichens in η Zeilen alle η oder auch 2n Einzelinformationen zu integrieren, um den Störabstand gegebenenfalls zu verbessern.

Die erfindungswesentlichen Merkmale von Schaltungsanordrrjngen zum Ein- und Auslesen der Zusatzin- formation sind den Unteransprüchen 3 und 4 enmehmbar.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Bildsignals mit einer in der Bildaustasibereiche angeordneten Zusatzinformation,

Fig.2 das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Einspeisung einer Zusatzinformation nach Fig· L

Fig. 3 das Blockschaltbild einer empfangsseitigen Auswerteschaltung für eine Zusatzinformation nach Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt den zeitlichen Verlauf eines Fernseh-Bildsignals nach CCIR Norm mn 625 Zeilen pro Bild. Zwischen zwei Zeilensignalen, die schraffiert gezeichnet sind, ist innerhalb der Bildaustastlücke eine Zusatzinformation in Form einer digitalen Impulsfolge angeordnet, die aus einzelnen cos²- oder rechteck.'mnlichen Impulsen besteht, deren Amplitude entweder dem Wert 0, d.h. schwarz oder dem vollen Hub des Fernsehbildsignals, d. h. weiß, entspricht. Die eingezeichneten Zahlen bedeuten die jeweilige Signaldauer in Mikrosekunden. Im dargestellten Beispiel besteht die Zusatzinformation Zl aus einem 3-nsee-Synchronisa- y, tionsimpuls 5/, einem darauffolgenden I^sec-Wortanfangsimpuls WI und der eigentlichen Nutzinformation N/mit 16 Bit zu je einer Mikrosekunde.

Im folgenden ist eine Reihe von Anwendungen aufgezählt, bei denen von der beschriebenen Zusatzinformation Gebrauch gemacht wird. So kann die Zusatzinformation beispielsweise zur automatischen Durchschaltung eines Fernsehprogramms zu einem bestimmten Zielort benutzt werden. Das jeweilige Sendesignal sucht sich dabei den Weg zum Ziel vollkommen selbsttätig und zwar auf Grund der in der Zusatzinformation mitgefiihrlen Zielkennung. Dies kann unter anderem interessant sein für die Übertragung von Fernsehsendungen von den Studios zu den Senderstandorlen, oder in internen l'ernsehnetzen und Großgemeinschaftsantennen mit Einspeisung von im Netz erzeugten eigenen Programmen, z. B. auch bei Fernsehnetzen von Schulen mit gezielter Zuleitung von Programmen zu bestimmten Teilnehmern oder Teilnehmergruppen.

Eine weitere Anwendung ist die Kontrolle des automatisch oder manuell vermittelten Fernsehprogramms am Zielpunkt auf richtige Vermittlung, wobei der Code der Zusatzinformation mit einem am Zielpunkt eingestellten Soll-Code verglichen wird. Darüber hinaus kann, wenn die Fernseh-Rundfunksendungen der Zusatzinformation nach der Programmart codiert werden (z. B. Nachrichten. Sport, leichte Unterhaltung usw.), mit Hilfe einer Zusatzeinrichtung beim Teilnehmergerät erreicht werden, daß der Stationswähler solange automatisch durchschallet, bis ein vom Teilnehmer an einer Programmwahltaste vnrcreeehener Soll-Code mit dem Code des Zusatzsignals übereinstimmt.

Die Zusatzinformation kann auch dazu benutz; werden, parallel und unabhängig zu einem laufenden Fernsehprogramm weitere Nachrichten, wie z. B. Wetterdienst, Börsendienst, Uhrzeit, neueste Nachrichten, zu übermitteln. Die von einem Zusatzgerät empfängerseitig abgetrennten Signale werden dazu geeigneten Anzeigegeräten .zugeführt, nach Umcodierung vorzugsweise einem Drucker.

In einer Großgemeinschaftsantenne können so, unabhängig vom eingestellten Fernsehprogramm, z. B. Angebote des Warenhauses, örtlich interessante Informationen und ähnliche verbreitet werden.

Schließlich kann die Erfindung auch für Lehr-Fernsfhsysteme Anwendung finden, bei denen der Schüler auf gestellte Fragen seine Wahl zwischen mehreren vorgeschlagenen Antworten treffen kann. Die Fernsehsendung enthält dabei in ihrer Zusatzinformation die jeweils richtige Antwort, so daß an Hand eines teilnehmerseiligen Vergleichsg^; als die Schülerantw ort auf Richtigkeit geprüft und das Ergebnis der Prüfung angezeigt werden kann. Dieses System läßt sich in öffentlichen Fernsehsendungen, in geschlossenen. Fernsehneuen und in Großgemeinschaftsantennen mit Hinspeisung eigener Programme, wie sie z.B. tür Schulgebäude installiert werden, verwenden.

Die in F 1 g. 2 dargestellte Schaltung ermöglicht die Übertragung einer Zusatzinformation nach Fig.! in Form eines i6-Bit-Wortes in einer der unbelegten Schwarzzeilen eines Fernsehhalbbildes. Die Zeilenauswahl erfolei über die Kippstufen Ff']. und //2 sowie über den Zähler Z\.

Das Vertikalaustastsignal Av bereitet über den /-Hingang die Kippstufe FFi vor; das Umkippen wird von der Riickflanke des Vertikalsynchronsignals SY bewirkt. Damit wechselt der Ausgang dieser Kippstute von log »0« auf log »1«. und die zeillich nachfolgenden I lorizontalsynchronsignale .S'// gelangen über das Tor G'i an den Zähler Z₁. Der Ausgang /)dieses Zahlers, der beim Zählstand 8 von log »0« auf log »1« wechselt, bereitet die Kippstufe /T₂ vor (/-Eingang). Der nächste .S'/z-Impuls im Zähler Z\ den Ziihlstand 9 (ohne Signalwechsel des D-Ausgangs) und bringt die Kippstufe FZ₂ zum K ppen. Über den Ausgang Q dieser Kippstufe wird der Siart-Stop-Oszillator SSO mit der Frequenz 1 MHz freigesetzt. Damit steht ein Takt zum Einschreiben der Ib-Bil-Information in dieser Zeile zur Verfügung. Der darauffolgende ^/-Impuls bewirkt im Zähler Z, den Zählstand »0« (D-Ausgang wechselt .uif log »0«) und setzt gleichzeitig die Kippstufe IF: zurück. Über die Tore G₂ und Gj wird der .S"/; Impuls tür IT; verzögert, um ein sicheres Schalten zu gewährleisten. Beim Rücksetzen von /F₂ wird aus dessen Ausgängen Q und 0 über das Tor (Λ und ein R-( -Glied ein Rücksetzsignal R für den Zähler Zi und die Kippstufe FFi. gewonnen. Mit diesem Rücksetzsignal werden auch die nachfolgend erwähnte Kippstufe Ff'·. zwei weitere Teiler Z 2 und Zi und ein Zähler Z₄ zurückgesetzt.

Das Ausgangssignal des StaU-Slop-Oszillators SSO gelangt als Schreibtakt über das Tor G% an den Teiler Z 2 mit dem Teilerverhältnis 8:1. Der nachgeschaltete Dekodierer D 1 selektiert den Zählstand 6 und bewirkt das Umkippen der Kippstufe Fl\. Die Zeit bis zum Erreichen dieses Zählstandes bildet die Vorschulter vor dem 16-Bit-Wort. Mit dem Signaiwechsel an den Ausgängen der Kippstufe FF\ wird das Tor G, gesperrt (Ausgang (5jund das Tor G₆ geöffnet (Ausgang Q).

Über das Tor Gb werden die weiteren Impulse des

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Start-Stop-Oszillators SSOin den binären 32-Bit-Zähler Z* eingezählt. Der nachgeschaltete Dekodierer D 2 ermöglicht das serielle Einlesen der Zusatzinformation.

Entsprechend Bild 1 besteht die Zusatzinformation aus einem 3^sec-Synchronimpuls (Ausgänge 1 bis 3 des Dekodierers D2 in NAND-Verknüpfung), einer gegebenenfalls belegten Kennung des Worlanfangs (Ausgang 4 des Dekodierers über Inverter und NAND-Verknüpfung zur Modulation mit einem z. B. 333 nsec langen Rechteckimpuls), dem 16-Bit-Wort (Ausgänge 5 bis 20 des Dekodierers D 2, die ebenfalls über Inverter an NAND-Glieder geführt sind und dort durch die logischen Zustände »0« oder »1« des Wortes moduliert werden) sowie einer Rückstellinformation (Ausgang 22 des Dekodierers-Schaltung und Arbeitsweise entsprechen der zur Kennung des Wortbeginns). Aus dem dekodierten Zählstand 22 wird der Zähler Z₄ rückgesetzt auf den Stand »0«. Gleichzeitig wird der Teiler Z3 mit dem Teilerverhältnis 4 :1 weitergeschaltet. Mit dem nächstfolgenden Impuls des Schreibtaktes beginnt die Wiederholung des seriellen Einlesens der Zusatzinformation. Beim erneuten Erreichen des Zählstandes 22 im Zähler Za erfolgt wieder ein Weiterschalten von Teiler Zi und das Rücksetzen von Zähler Za,- Der Ausgang O2 von Teiler Z\ wechselt von log »1« auf »log »0« und sperrt das Tor G_b. Damit ist kein weiteres Einlesen innerhalb der ausgewählten Zeile mehr möglich.

Die empfangsseitige Auswerteschaltung, wie sie in F i g. 3 dargestellt ist. entspricht im Eingangstei! bis /um Start-Stop-Oszillator SSO in Aufbau und Wirkungsweise weitgehend der der sendeseitigen Einrichtung nach Fig. 2. Zusätzlich wird unter anderem mit Hilfe eines Dekodierers D 3 der Zählstand 7 vom Zähler Z\ ermittelt, der als Rückstellsignal Ro für die Kippstufen FF4 bis FFb und das Schieberegister dient.

Das Kernstück der Auswerteschaltung ist ein 64-Bit-Schieberegister SR mit serieller hingäbe und paralleler Ausgabe. Der Start-Stop-Oszillator SSO liefert in der ausgewählten Zeile den Lesetakt, um die im Bildsignal B enthaltene Zusatzinformation einzulesen. Die Lesetaktschrittc werden parallel im binären Zähler Z5 gezählt. Der nachgeschaltete Dekodierer D« trennt die Zählstände von Zs heraus, in denen im Bildsignal die Kennung eines Worlbeginnes oder eine Rückslcllinformalion (Bit 17) enthalten sein kann. Beim ersten Einlesen sind dies die Zählstände 9 und 26, in denen die Kippstufen FF5 und FFb an ihren /Eingängen vorbcrcitei werden. Die Kippstufe FF4 ist noch rückgesetzt, so daß deren Ausgang φ das Tor Gi frcigLSchaltct und der Ausgang Q das Tor G$ gesperrt hält. Treten im Bildsignal während der Zählständc 9 und 26 vom Zähler Zi modulierte Impulse auf. so bewirken diese ein Umkippen der Kippstufen FF5 und FF_b.

Beim zweiten Einlesen, ausgelöst durch die vom Dekodierer ausgewählten Zählstände 3 und 20, übernehmen entsprechend die Kippstufen FFi und FF& das Abselektieren von Wortbeginn und Rückstellinformation. Das Umsteuern der Kippstufenpaare FFs/FFt auf FF₁IFF₈ wird durch die Kippstufe FFt bewirkt. Die beim Zeilenbeginn über den Ausgang Q der Kippstufe FF2 getriggerte monostabile Kippstufe MFi fällt zwischen dem 26. und 27. Leselakt iruhre Ruhelage zurück und bereitet üjer den Ausgang Q die Kippstufe FFt vor. Der

27. Lesetikt bewirkt das Umkippen von FF4. Über eine R-C-Kombination und das Tor Gq wird in diesem Falle auch der Zähler Zs über eine OR-Schaltung rückgesetzt.

Zum Ende des zweiten Einlesens kippt beim Zählstand 26 von Z-, die Kippstufe FF<t und trennt über das Tor Gm den Lesetakt ab. Das zweite Rücksetzen von Z5 wird durch das Signal Ro bewirkt. Im Schieberegister SR steht an den Parallelausgängen 1 bis 47 die übermittelte Information (16-Bit-Wort) zweima¹ zur Verfügung und kann wahlweise direkt oder über Identitätsvergleicher abgenommen werden. Im einzelnen ist für die Ausgänge 1 bis 47 des Schieberegister« folgende Belegung vorgesehen:

1 ..	. 6 Vorschulter
7..	.9 1. Synchronimpuls
to	1. Wortbeginn
11 .	.26 16-Bit-Wort
27	Rückstellinformation
28.	.. 30 2. Synchronimpuls
31	2. Wortbeginn
32.	..47 16-Bit-Wort
48	2. Rückstellinformation.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche: 2301

1. Verfahren zur Übertragung einer in Form einer digitalen Impulsfolge ausgebildeten, jeweils aus Synchronimpuls, Wonanfangsimpuls und der. eigentlichen Informationsimpulsen bestehenden Zusatzinformation innerhalb des Bildrücklauf-Austastbereichs eines Fernseh-Bildsignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzinformation in einer oder π aufeinanderfolgenden Zeilen einer Bildausiastlücke übertragen wird und daß jede der für die Zusatzinformation verwendeten Zeilen zeitlich in zwei gleiche Teile aufgeteilt und die Impulsfolge in beiden Zeitabschnitten gleichartig übertragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsfolge aus sechzehn Informationsbits' mit einer Länge von jeweils 1 μϊεο zusammengesetzt wird, denen ein 3^sec-Synchronisationsimpuls und ein daran anschließender l^sec-Wortanfangsimpuls vorangestellt wird.

3. Schaltungsanordnung zur Einspeisung der nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 übertragenen Zusatzinformation, dadurch gekennzeichnet, daß eine sowohl auf das Ventikalaustastsignal als auch auf das Vertikalsynchronsignal des Bildsignals ansprechende erste Kippstufe (FF]) vorgesehen ist, welche die Durchschaltung einer bestimmten, durch einen Zähler (Z\) festgelegten Anzahl von Horizontalsynchronsignalen bewirkt, daß der Ausgang des Zählers (Z\) mit einer zweiten Kippstufe (FFi) verbunden ist, daß diese auf einen vom Zähler abgegebenen Zählimpuls ansprechende Kippstufe (FF₂) mit einem Taktoszillator (SSO) verbunden ist, der den Takt zum Einschieben der Zusatzinformation liefen, daß der Taktoszillator (SSO) über einen Dekodierer (D\) mit einer dritten Kippstufe (FFi) verbunden ist, die nach Ablauf einer durch einen Teiler (Zl) vorgegebenen Taktinipulsfolge eine Umschaltung des Taktos/.illators (SSO) auf einen Binär/ähler (Z₄) und einen diesem nachgeschalteten weiteren Dekodierer (D₂) bewirkt und so den Start für die serielle Einspeisung der Zusatzinformation auslöst, daß einer der Ausgänge des Dekodierers (D₂) wieder an den Eingang des Binärzählers (Za) zurückgeführt ist und daß, ausgelöst durch einen vom Ausgang des Dekodierers zum Zähler geleiteten Rückstellimpulscs und nach Eintreffen des nächstfolgenden Taktinipulses eine einmalige Wiederholung der seriellen Zusatzinformaiionseinspeisung erfolgt.

4. Schaltungsanordnung zum Auslesen der nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 übertragenen Zusatzinformation, dadurch gekennzeichnet, daß eine sowohl auf das Vcnikalaustastsignal als auch auf das Vertikalsynchronsignal des Bildsignals ansprechende erste Kippstufe (FF]) vorgesehen ist, welche die Durchschaltung einer bestimmten, durch einen Zähler (Z_x) festgelegten Anzahl von Horizontalsynchronsignalen bewirkt, daß der Ausgang des Zählers mit einer zweiten Kippstufe (FF₂) verbunden ist, daß diese auf einen vom Zähler abgegebenen Zählimpuls ansprechende Kippstufe (FF₂) mit einem Taktoszillator (SSO) verbunden ist, der den Takt zum Auslesen der Zusatzinformation liefert, daß die Lesetaktimpulse einem Binärzähler (Z*,) mit nachgeschaltctem Dekodierer (D4) zugeführt sind, daß den 122