DE2354257B2 - PROCESS FOR JOINT TRANSMISSION AND JOINT RECEPTION OF A TELEVISION AND AN ADDITIONAL SIGNAL AND DEVICE FOR PERFORMING THE PROCESS - Google Patents
PROCESS FOR JOINT TRANSMISSION AND JOINT RECEPTION OF A TELEVISION AND AN ADDITIONAL SIGNAL AND DEVICE FOR PERFORMING THE PROCESSInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gemeinsamen Übertragung und zum gemeinsamen Empfang eines Fernseh- und eines Zusatzsignals in dem sonst lediglich von dem Fernsehsignal benutzten Frequenzband, bei dem das in dem vorbestimmten Frequenzband liegende und eine während der Dauer zeitlich aufeinanderfolgender Zeilen auftretende Videoinformation enthaltende Fernsehsignal und ein Informationselemente, beispielsweise Bits, enthaltendes, in einem bestimmten Frequenzbereich liegendes Zusatzsignal erzeugt werden und das Zusatzsignal und das Fernsehsignal gleichzeitig übertragen werden, worauf nach dem Empfang der kombinierten Signale jeweils das Fernsehsignal auf dem Bildschirm eines Sichtgerätes dargestellt und das Zusatzsignal für sich verarbeitet werden und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for joint transmission and joint reception a television signal and an additional signal in the frequency band otherwise only used by the television signal, in which the one lying in the predetermined frequency band and one during the duration in time television signal containing video information appearing in successive lines and an information element, for example bits containing additional signal lying in a certain frequency range are generated and the additional signal and the television signal are transmitted simultaneously, whereupon after receiving the combined signals, the television signal on the screen of a display device shown and the additional signal processed by itself and a device for performing the Procedure.
Derartige Systeme sind insbesondere für kommerzielle als auch andere Anwendungsfälle zweckmäßig, weil sie für die Übertragung von Signalen mit einem vorbestimmten Informationsgehalt (im weiteren »Zusatzsignale« genannt) keinen wertvollen und beschränkten Frequenzspektrumsraum benötigen, sondern Zusatzsignale in dem Frequenzband übertragen, in dem sonst das Farbfernsehsignal allein übertragen wird.Such systems are particularly useful for commercial ones as well as other use cases because they are useful for transmitting signals with a predetermined information content (hereinafter referred to as "additional signals") is not valuable and limited Frequency spectrum space, but additional signals are transmitted in the frequency band in which otherwise the color television signal is transmitted alone.
Um nun ein praktisch brauchbares System zur gemeinsamen Übertragung und zum gemeinsamen Empfang eines Farbfernsehsignal und eines Zusatzsignals zu schaffen, muß die gegenseitige Beeinflussung zwischen dem Zusatzsignal und dem Farbfernsehsignal '\s auf ein Minimum reduziert werden, damit eine Beeinträchtigung der von dem Fernsehsignal übertragenen Videoinformation vermieden wird, während andererseits das Zusatzsignal so genau und mit einer solchen Informationsdichte übertragen werden können muß, daß es zur Übertragung der gewünschten Information brauchbar ist. Bei bekannten Systemen werden zur Erreichung dieses Zieles an sich bekannte Techniken verwendet, doch leiden diese Systeme an einem oder mehreren Nachteilen, welche solche zur Überminlung von Zusatzsignalen eingerichtete Übertragungssysteme nicht zu einem wirtschaftlich praktischen und betriebsfähigen Fernsehsystem haben werden lassen.In order now to have a practically usable system for common transmission and for common To provide reception of a color television signal and an additional signal, the mutual interference must be provided between the additional signal and the color television signal '\ s can be reduced to a minimum, so that any impairment of the transmitted by the television signal Video information is avoided, while on the other hand the additional signal is so accurate and with a It must be possible to transmit such information density that it is necessary to transmit the desired Information is useful. In known systems, known systems are known per se to achieve this goal Techniques used, however, these systems suffer from one or more of the disadvantages associated with such Overmining of additional signals established transmission systems will not have to be an economically practical and operational television system permit.
Die erste bekannte Technik beruht darauf, daß die Zusatzinformation und die Videoinformation zeitlich aufeinanderfolgen, damit Informationen enthaltende Teile des einen Signals niemals gleichzeitig mit Informationen enthaltenen Teilen des anderen Signals auftreten. Ein Beispiel hierfür ist ein System, bt" dem das Zusaizsignal Informationen enthält, die lediglich während der Austastintervalle des Fernsehsignals auftreten. Solche zeitlich aufeinanderfolgend arbeitenden Systeme leiden jedoch unter einer Reihe von offensichtlichen Nachteilen, von denen der wichtigste darin iiegt, daß wegen des Abstandes und der verhältnismäßig kurzen Dauer der Austastintervalle die pro Zeiteinheit übertragbare Zusatzinformationsmenge (d.h. die Datendichte für die Austastdauer) sehr beschränkt ist Eine zweite Schwierigkeit besteht darin, daß in der Regel für den leeren Raum während der Austastdauer andere Verwendungsmöglichkeiten bestehen, von denen jede, wenn sie benutzt wird, die Zusatzsignalübertragung ausschließt.The first known technique is based on the fact that the additional information and the video information in time so that information-containing parts of a signal are never simultaneous with Information contained in parts of the other signal occur. An example of this is a system that bt "dem das Additional signal contains information that is only used during the blanking intervals of the television signal occur. Such systems working one after the other however, suffer from a number of obvious disadvantages, the most important of which is that because of the distance and the relatively short duration of the blanking intervals per unit of time The amount of additional information that can be transmitted (i.e. the data density for the blanking period) is very limited The second difficulty is that there are usually others for the empty space during the blanking period Uses exist, each of which, when used, is auxiliary signal transmission excludes.
Eine andere auf einer zeitlichen Signalfolge beruhende Technik ist in der US-PS 34 56 071 beschrieben. Hierbei werden ganze Teilbilder des Fernsehsignals durch Teilbilder eines damit nicht im Zusammenhang stehenden, für ein Bild kennzeichnenden Signals ersetzt, das getrennt demoduliert und in einem getrennten entfernten Sichtgerät dargestellt wird. Auch dieses System leidet darunter, daß die Menge der übertragbaren Daten beschränkt ist; außerdem bedeutet der Ersatz von Fernsehteilbildern eine wesentliche Beeinflussung der normalen Fernsehkanäle.Another technique based on a time signal sequence is described in US Pat. No. 3,456,071. In this case, whole fields of the television signal are not related to it by fields of a standing, for a picture characterizing signal replaced, demodulated separately and in a separate remote display device is displayed. This system also suffers from the fact that the amount of transferable Data is restricted; In addition, the replacement of partial television pictures means a significant influence the normal television channels.
Die zweite bekannte Technik läßt die Zusatzsignale und die Fernsehsignale frequenzmäßig miteinander verschachtelt werden, wie dies beispielsweise in der US-PS 29 82 813 beschrieben ist. Bei einem solcher System wird ein Signalträger (der die Toninformation enthält) verwendet, der in einem Bereich des Frequenzspektrurns des Fernsehsignals liegt, welcher im wesentlichen unbesetzt ist (wegen des Umstandes, daß das Originalbild periodisch in Zeilen und Spalten abgetastel wird, wodurch bedingt ist, daß die Mehrzahl der Fernsehsignalkomponenten um die Harmonischen.der Zeilenabtastung herumliegen, wobei dazwischen sich unbesetzte Bereiche befinden). Die Hauptschwierigkeil eines solchen Systems besteht aber, wie auch in der obenerwähnten US-PS erläutert, darin, die gegenseitige Beeinflussung zwischen den beiden Signalen zu verringern. Bei dem aus der US-PS bekannter Übertragungssystem und auch bei anderen Systemer dieser Art werden die Zusatzsignale nämlich mit einer Ampliu-.de übertragen, die verhältnismäßig groß bezüglich der Amplitude der in diesem Teil des Frequenzbandes liegenden Fernsehsignalkomponenten ist. Dadurch kann zwar die Zuverlässigkeit der Übertragung dei zusätzlichen Signale verbessert werden, doch ergibt sich die in hohem Maße unerwünschte Wirkung, daß die Fernsehsignale merklich beeinträchtigt werden, weil eirThe second known technique links the auxiliary signals and the television signals with each other in frequency be nested, as described, for example, in US Pat. No. 2,982,813. With one of these System a signal carrier (which contains the sound information) is used, which is in a range of the frequency spectrum of the television signal, which is essentially unoccupied (due to the fact that the Original image is periodically scanned in rows and columns, which means that the majority of the Television signal components lie around the harmonics of the line scan, with therebetween unoccupied areas). The main problem with such a system, however, is, as is the case, in the above-mentioned US-PS explained therein, the mutual influence between the two signals to decrease. In the transmission system known from the US-PS and also in other systems of this type, the additional signals are transmitted with an Ampliu-.de that is relatively large with respect to is the amplitude of the television signal components lying in this part of the frequency band. Through this Although the reliability of the transmission of the additional signals can be improved, it results the highly undesirable effect that the television signals are noticeably impaired because eir
störendes Signal großer Amplitude in dem dargestellten Bild sichtbar wird. Andererseits wird aber, wie ebenfalls in der US-PS 29 82 813 erläutert, ein Zusatzsignal kleiner Amplitude, das in dem gleichen Bereich liegt, beträchtlich von den in diesem Teil des Frequenzbandes liegenden Fernsehsignalkomponenten überdeckt, wodurch die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Übertragung des Zusatzsignals bei diesem bekannten System beeinträchtigt werden.disturbing signal of large amplitude becomes visible in the image shown. On the other hand, however, is also how in US-PS 29 82 813 explained, an additional signal of small amplitude, which is in the same range, covered considerably by the television signal components lying in this part of the frequency band, whereby the accuracy and reliability of the transmission of the additional signal in this known system be affected.
In der US-PS 37 00 793 ist ein Frequenz-Multiplex-System zur Übertragung zweier Videosignale beschrieben, bei dem die durch die Frequenzverkämmung verursachte gegenseitige Beeinträchtigung sowie das gegenseitige Übersprechen mit Hilfe entsprechend ausgebildeter Kammfilter reduziert werden. Die sendeseitig wie auch empfangsseitig vorgesehenen Kammfilter übertragen nur das ihnen jeweils zugeordnete Kammspektrum des ersten oder zweite Videosignals. Die zur Verschachtelung notwendige Verschiebung des einen Kammspektrums, so daß dessen Maxima in die Lücken des anderen Kammspektrums fallen, kann dabei ohne Hilfsträger und Modulator in der Weise erreicht werden, daß das Videosignal jeder zweiten Zeile invertiert wird. Die dadurch bewirkte Verschiebung des Frequenzspektrums wird durch eine entsprechende, empfangsseitige, wiederholte Invertierung jeder zweiten Zeile rückgängig gemacht, so daß bei der Darstellung des Videosignals auf einem Bildschirm im wesentlichen das ursprüngliche Fernsehbild sichtbar wird. Jedoch lassen sich bei diesem hilfsträgerfreien Verfahren auch bei Verwendung der Kammfilter gegenseitige Störungen der beiden Videosignale gleicher Amplitude und Verluste des vertikalen Auflösungsvermögens im Fernsehbild nicht vollständig vermeiden. In US-PS 37 00 793 a frequency multiplex system for the transmission of two video signals is described, in which the mutual impairment caused by the frequency interlocking as well as the Mutual crosstalk can be reduced with the help of appropriately designed comb filters. The broadcast side as well as the comb filters provided on the receiving side only transmit what is assigned to them Comb spectrum of the first or second video signal. The shift of the a comb spectrum so that its maxima fall into the gaps of the other comb spectrum can be achieved without subcarriers and modulators in such a way that the video signal every other line is inverted. The resulting shift in the frequency spectrum is indicated by a corresponding At the receiving end, repeated inversion of every second line is reversed, so that the Representation of the video signal on a screen essentially shows the original television picture will. However, with this auxiliary carrier-free method, comb filters can also be used Mutual interference between the two video signals of the same amplitude and loss of vertical resolution in the television picture cannot be completely avoided.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestatten, ein Zusatzsignal gleichzeitig und ohne Störung oder Informationsverlust gemeinsam mit einem Fernsehsigna! in dem normalerweise von dem Fernsehsignal allein benutzten Frequenzband zu übertragen.The invention is based on the object of providing a method and an apparatus which allow an additional signal to be shared with a Television signa! in the frequency band normally used by the television signal alone.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zusatzsignal in einem ausgewählten Frequenzbandbereich liegend übertragen wird und während der Dauer je zweier zeitlich aufeinanderfolgender Zeilen des Fernsehsignals jeweils gemeinsam mit dem Fernsehsignal d;;s gleiche, jedoch in der zweiten Zeile mit invertierter Polarität dargestellte Zusatzsignal redundant übertragen wird und nach dem Empfang das mit dem Zusatzsignal überlagerte Fernsehsignal einerseits auf dem Bildschirm unter visueller gegenseitiger Auslöschung des in aufeinanderfolgenden Zeilen auftretenden Zusatzsignals sichtbar gemacht wird und andererseits während des Auftretens der Informationselemente des Zusatzsignals derart verarbeitet wird, daß die während aufeinanderfolgender Zeilen übertragenen Videoinformationen sich gegenseitig im wesentlichen auslöschen, während die in den beiden aufeinanderfolgenden Zeilen enthaltenen Informationselemente des Zusatzsignals sich gegenseitig verstärken und daß daraus ein insbesondere für die übertragenen Zusatzinformationselemente kennzeichnendes Ausgangssignal mit einer Informationsdichte von wenigstens einem Zusatzinformationselement pro benutztem Zeilenpaar abgeleitet wird.This object is achieved according to the invention in that the additional signal is in a selected frequency band range is transmitted horizontally and for the duration of two consecutive lines of the television signal together with the television signal d ;; s the same, but in the second line The additional signal shown with inverted polarity is transmitted redundantly and after receipt the with the additional signal superimposed television signal on the one hand on the screen under visual mutual Extinction of the additional signal occurring in successive lines is made visible and on the other hand, during the occurrence of the information elements of the additional signal is processed in such a way that the video information transmitted during successive lines is essentially one another while the information elements of the Additional signals mutually reinforce and that a particular for the transmitted additional information elements a characteristic output signal with an information density of at least one Additional information element is derived per pair of lines used.
Gemäß weiterer Erfindung eine Vorrichtung zur fts Durchführung des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehsignal-Sendeanlage eine Zusatzsignal-Einspeiseschaltung mit einem Modulator und einem Hilfsträgergenerator aufweist, deren Ausgangssignal ein mit dem Zusatzsignal während je zweier aufeinanderfolgender Zeilen mit entgegengesetzter Polarität redundant modulierter und sich auf dem Weg zur Fernsehsignial-Empfangsanlage dem Fernsehsignal überlagernder Hilfsträger ist, der gemeinsam mit dem Fernsehsignal auf den Eingang einer Fernsehsignal-Empfangsanlage aufgegeben ist, die einen Fernsehempfänger und eine Zusatzsignal-Aufbereitungsschaltung aufweist, welche einen Demodulator, dessen Ausgangssignal zeilenweise abwechselnd invertiert ist, enthält und mindestens einen das Zusatz- und Fernsehsignal am Ausgang des Demodulators während eines jeden Zeilenpaare!» integrierenden, rücksetzbaren Integrator aufweist, an dessen Ausgang am Ende jeden Zeilenpaares ein neues Informationselement des Zusatzsignals vorhanden ist.According to a further invention, a device for fts Implementation of the method, characterized in that the television signal transmission system has an additional signal feed circuit having a modulator and a subcarrier generator, the output signal of which one with the additional signal during two consecutive lines with opposite polarity redundantly modulated and the television signal on the way to the television signal receiving system is superimposed subcarrier, which is shared with the television signal at the input of a television signal receiving system is given up, which has a television receiver and an additional signal processing circuit which contains a demodulator whose output signal is alternately inverted line by line and at least one of the additional and television signals at the output of the demodulator during each Line pairs! » integrating, resettable integrator, at the output of each line pair at the end a new information element of the additional signal is available.
Bei dem neuen System tritt die in dem Zusatzsignal enthaltene Zusatzinformation gleichzeitig mit der in dem Farbfernsehsignal enthaltenen Videoinformation auf; dennoch werden beide Signale zuverlässig und genau mit einem Minimum gegenseitiger Beeinflussung verarbeitet. Bei dem neuen System werden die Zusatzsignale mit verhältnismäßig hoher Informationsdichte und im wesentlichen kontinuierlich während dei Fernsehsignalübertragung übertragen.In the new system, the additional information contained in the additional signal occurs simultaneously with that in video information contained in the color television signal; nevertheless, both signals will be reliable and precisely processed with a minimum of mutual interference. With the new system, the Additional signals with a relatively high information density and essentially continuously during the Broadcast television signal transmission.
Hierzu weist das neue System Mittel zur Einspeisung eines in einem vorbestimmten Frequenzband liegender Fernsehsignals auf, das eine während zeitlich aufeinan derfolgender Zeilenintervalle auftretende Videoinfor mation enthält. Außerdem sind Mittel zur Erzeugung eines in einem Teil des Frequenzbandes, der zwischer der Normallage des Leuchtdichteträgers und de; Farbartzwischenträgers liegt, liegenden Zusatzsignal! vorgesehen. Das Zusatzsignal weist während eine; Teiles jeweils jedes zweiten Zeilenintervalls eint vorbestimmte Polarität auf, während es während der gleichen Teilen der verbleibenden übrigen Zeileninter vallc die umgekehrte Polarität hai. Das Zusatzsigna enthält außerdem ein Zusatzinformationselement füi jeweils jeden zweiten Zeilenintervallteil, das identiscr während der übrigen verbleibenden Zeilenintervallteil« wiederholt wird. Auf diese Weise wird das Zusatzinte gral willkürlich redundant gemacht, während e: andererseits während zeitlich aufeinanderfolgende! Zeilenintervallteilpaare eine entgegengesetzte Polaritä aufweist. Außerdem sind in dem System Mittel zui Kombination und Übertragung sowohl des Zusatz signals als auch des Fernsehsignals vorgesehen, denet Mittel zum Empfang des kombinierten Signals zugeord net sind, welche derart ausgelegt sind, daß die gewoll redundante und entgegengesetzte Polarität aufweisen de Zusatzinformation sich bei der Darstellung de: kombinierten Signals im wesentlichen während jeweili zwei, & h. während jeweils eines Paares von Zeileninter vallteilen aufhebt Schließlich sind noch Mittel zu Aufbereitung des empfangenen kombinierten Signal vorhanden, die das Signal während Zeilenintervallteil paaren derart aufbereiten, daß darin enthalten! redundante Videoinformation sich auslöscht, währenc redundante Zusatzinfonnationselemente sich gegensei tig verstärken, so daß ein Ausgangssignal erzeugt wird daß insbesondere für die Zusatzinformation kennzeich nend ist und mit einer Informationsdichte von einen Zusatzinformationselement pro benutztem Zeileninter vallteilpaar auftrittFor this purpose, the new system has means for feeding in a frequency band lying in a predetermined frequency band Television signal that a video information occurring during successive line intervals in time contains mation. In addition, means for generating a in a part of the frequency band between the normal position of the luminance carrier and de; Chromaticity intermediate carrier lies, additional signal lying! intended. The additional signal has during a; Part of every second line interval predetermined polarity while it intervenes during the same parts of the remaining remaining lines vallc the reverse polarity hai. The additional signa also contains an additional information element füi in each case every other line interval part, which is identiscr during the remaining line interval part « is repeated. In this way the additional inte is made arbitrarily redundant, while e: on the other hand during consecutive! Line interval sub-pairs have an opposite polarity having. In addition, means for combining and transmitting both the addition are in the system signals as well as the television signal are provided, denet means for receiving the combined signal assigned net are, which are designed in such a way that the wanted The additional information has redundant and opposite polarity in the representation of the: combined signal essentially during every two, & h. during each pair of line inters vallteile cancels Finally, there are still means for processing the received combined signal present, which process the signal during line interval part pairing in such a way that it contains! redundant video information is deleted, while redundant additional information elements are mutually exclusive amplify tig, so that an output signal is generated that characterizes in particular for the additional information and with an information density of one additional information element per line inter used vallteilpaar occurs
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel de Gegenstandes der Erfindung dargestellt Es zeigtIn the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is shown
F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Systems gemäß der Erfindung,F i g. 1 is a block diagram of a system according to the invention,
Fig.2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Energieverteilung über der Frequenz eines typischen Fernsehsignals, wobei die leeren Blöckchen die Leuchtdichtesignale und die schraffierten Blöckchen die Farbartsignale angeben,2 shows a diagram to illustrate the energy distribution over the frequency of a typical Television signal, the empty blocks being the luminance signals and the hatched blocks being the Indicate chrominance signals,
Fig.3 ein Diagramm eines gewollt redundanten Zusatzsignals für ein System gemäß der Erfindung,3 shows a diagram of an intentionally redundant additional signal for a system according to the invention,
F i g. 4 ein Blockschaltbild einer Zusatzsignalaufbereitungseinrichtung für das System nach F i g. 1,F i g. 4 shows a block diagram of an additional signal processing device for the system according to FIG. 1,
Fig.5 ein Blockschaltbild einer anderen Zusatzsignalaufbereitungseinrichtung des Systems nach F i g. 1 undFIG. 5 shows a block diagram of another additional signal processing device of the system according to FIG. 1 and
Fig.6 ein Blockschaltbild eines speziellen Zusatz- ,5 Fernsehsignalsenders und -empfängers für das System nach Fig. 1, insbesondere für kommerzielle Einsatzzwecke. 6 shows a block diagram of a particular additive, 5 television signal transmitter and receiver for the system of Fig. 1, in particular for commercial purposes.
F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild zum grundsätzlichen Aufbau eines neuen Farbfernsehsystems mit Zusatzsignalübertragung. Das System umfaßt einen Übertragungsteil 10, der ein kombiniertes Zusatz- und Fernsehsignal an einen Empfangsteil 11 überträgt, in dem das Signal so aufbereitet wird, daß ein herkömmliches Fernsehbild und zusätzlich ein Zusatz-Ausgangs- 2J signal entstehen.F i g. 1 shows a block diagram for the basic structure of a new color television system with additional signal transmission. The system comprises a transmission part 10 which transmits a combined additional and television signal to a receiving part 11, in which the signal is processed so that a conventional television picture and an additional output 2J signal arise.
Wenn auch das System dazu ausgelegt ist, in einer Farbfernsehübertragung zu arbeiten, so kann doch der im folgenden erläuterte Gedanke ebenso bei einem Schwarzweiß-Fernsehübertragungssystem Anwendung finden.While the system is designed to work in a color television broadcast, the The idea explained below is also applied to a black and white television broadcast system Find.
Im einzelnen sind im Übertragungsteil 10 Mittel 12 zur Erzeugung eines Farbfernsehsignals vorhanden, das ein vorbestimmtes Frequenzband einnimmt. Dieses Signal kann ein herkömmliches nach dem NTSC- oder PAL-Verfahren zusammengesetztes Farbfernsehsignal sein, das ein Leuchtdichtesignal mit einer auf einen Leuchtdichteträger aufmodulierten Leuchtdichteinformation und ein Farbartsignal mit einer auf einen Farbartträger aufmodulierten Farbartinformation ent- A0 hält. Die beiden Signale (Leuchtdichte und Farbart) werden so kombiniert, daß sie ein zusammengesetztes Farbfernsehsignal bilden, das in zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilenintervallen (d. h. horizontalen Zeilenintervallen) die durch Austastintervalle getrennt sind (horizontale und vertikale Austastintervalle) auftretende Videoinformationen enthält. Eine besondere Eigenschaft dieses Signaltyps ist in F i g. 2 dargestellt, nämlich, die Energieverteilung des Signals über dem Frequenzband eines Fernsehsignals vom NTSC-Typ. Darstellun- ^. gen dieses Signaltyps und die zugehörige Theorie sind auf Seite 129 des Buches »Principles of color TV« herausgegeben von Knox, Mcllwain und Charles Dean, erläutert. Man ersieht aus der grafischen Darstellung, daß die Leuchtdichtekomponenten des Farbfernsehsignals in auf die Harmonischen (von denen nicht alle dargestellt sind) der Frequenz der zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilenintervalle (d.h. der horizontalen Zeilenfrequenz: f/,) zentrierten Bündeln auftreten. Weiterhin sind die Farbartkomponenten, die auf eine Trägerfrequenz aufmoduliert sind, welche ein ungeradzahliges Vielfaches der halben horizontalen Zeilenfrequenz fh beträgt, in die Zwischenräume der Leuchtdichtekomponenten eingeschoben, um damit eine gegenseitige Beeinflussung zwischen den beiden Signalen zu <-.< verringern. Es ist auch zu bemerken, daß zwischen der normalen Lage der Leuchtdichte- und Farbartfrequenzen ein Teil des Frequenzbandes untergebracht ist, das Farbfernsehsignalkomponenten mit verhältnismäßig kleiner Amplitude enthält. In der Darstellung der F i g. 2, die ein NTSC-Signal darstellt, liegt dieser Bereich ungefähr zwischen 1 und 3 MHz, zweckmäßigerweise in dem Bereich zwischen 1 und 2.5 MHz, jedoch ist es möglich, daß bei verschiedenen Farbfernsehsystemen verschiedene Frequenzbereiche für diesen Ubertragungsteil niedriger Energie vorgesehen sind. Zum Beispiel kann bei einem PAL-Fernsehsystem dieser Bereich zwischen ungefähr 1 und 4 MHz liegen. In diesem Bereich des Farbfernsehsignalfrequenzbandes wird das hier beschriebene Zusatzsignal übertragen um die gegenseitige Beeinflussung zwischen den Zusatzsignalen und den Farbfernsehsignalen auf ein Minimum zu verringern.In detail, means 12 for generating a color television signal are present in the transmission part 10, which takes up a predetermined frequency band. This signal may be a conventional NTSC or PAL according to the procedure composite color television signal to be holding a luminance signal having a modulated carrier to a luminance luminance information and a chrominance signal with a modulated on a chrominance Farbartträger corresponds A0. The two signals (luminance and chrominance) are combined in such a way that they form a composite color television signal containing video information occurring in successive line intervals (ie horizontal line intervals) separated by blanking intervals (horizontal and vertical blanking intervals). A special property of this type of signal is shown in FIG. 2, namely, the energy distribution of the signal over the frequency band of an NTSC-type television signal. Representation- ^. This type of signal and its theory are explained on page 129 of the book Principles of Color TV, edited by Knox, Mcllwain, and Charles Dean. It can be seen from the graph that the luminance components of the color television signal occur in bundles centered on the harmonics (not all of which are shown) of the frequency of the successive line intervals (ie the horizontal line frequency: f /,). Further, the chrominance components, which are modulated onto a carrier frequency which is an odd multiple of half the horizontal line frequency fh, are inserted into the gaps of the luminance component in order, mutual interference between the two signals to <- <reduce.. It should also be noted that between the normal position of the luminance and chrominance frequencies there is a part of the frequency band which contains color television signal components with a relatively small amplitude. In the illustration of FIG. 2, which represents an NTSC signal, this range is approximately between 1 and 3 MHz, expediently in the range between 1 and 2.5 MHz, but it is possible that different frequency ranges are provided for this low-energy transmission part in different color television systems. For example, on a PAL television system, this range can be between approximately 1 and 4 MHz. The additional signal described here is transmitted in this range of the color television signal frequency band in order to reduce the mutual influence between the additional signals and the color television signals to a minimum.
Wiederum auf die Darstellung in F i g, 1 bezogen, sind im Übertragungsteil 10 weiterhin Mittel i3 zur Erzeugung eines Zusatzsignals enthalten, das im vorher erwähnten Teil des Farbfernsehsignalfrequenzbandes liegt. Dieses Zusatzsignal wird auf eine Übertragungseinheit 14 gegeben, wo es mit dem Fernsehsignal kombiniert wird, worauf es über eine Antenne 15 an den entlegenen Empfangsteil 11 übertragen wird, wo es von einer Antenne 16 empfangen und auf einem Sichtgerät 17 (einem herkömmlichen Fernsehempfänger) dargestellt wird. In der einfachsten Ausführung kann der Übertragungsteil 10 ein bereits bestehendes Farbfernsehübertragungssystem enthalten, das so abgeändert wurde, daß es das zusätzlich aufgeschaltete Zusatzsignal aufnehmen kann. Im anderen Falle kann der Übertragungsteil 10 auch getrennte Übertragungseinrichtungen für das Zusatzsignal und das Farbfernsehsignal enthalten, damit die Kombination dieser Signale in dem Übertragungsmedium (Luft, Kabel, usw.) geschieht.Again based on the illustration in FIG. 1, the transmission part 10 also has means i3 for Generation of an additional signal contained in the aforementioned part of the color television signal frequency band lies. This additional signal is given to a transmission unit 14, where it is combined with the television signal is combined, whereupon it is transmitted via an antenna 15 to the remote receiving part 11, where it is from an antenna 16 and displayed on a display 17 (a conventional television receiver) will. In its simplest form, the transmission part 10 can be an existing color television transmission system included, which has been modified in such a way that it contains the additional signal that has been switched on can accommodate. In the other case, the transmission part 10 can also have separate transmission devices for the additional signal and the color television signal included so that the combination of these signals in the Transmission medium (air, cable, etc.) happens.
Um eine gegenseitige Beeinflussung zwischen den Zusatzsignalen und den Farbfernsehsignalen zu vermeiden, erzeugen die Mittel 13 ein Zusatzsignal mit charakteristischen Eigenschaften, wobei eine dieser Eigenschaften die Lage des Signals im vorher erwähnten Farbfernsehsignaifrequenzband ist. Eine zweite wichtige und spezifische Eigenschaft ist eine gewollte Redundanz des Zusatzsignals innerhalb paarweiser, zeitlich aufeinanderfolgenden Zeiienintervalle. Dies ist erforderlich, um einerseits zu verhindern, daß das Zusatzsignal merklich die Qualität des dargestellten Farbfernsehbildes beeinträchtig und um andererseits eine genaue und zuverlässige Anzeige des Zusatzsignals selbst zu erreichen, selbst wenn es mit verhältnismäßig geringer Amplitude in Bezug auf die Komponenten des Farbfernsehsignals in diesem 3ereich des Frequenzbandes übertragen wird.To avoid mutual interference between the additional signals and the color television signals, generate the means 13 an additional signal with characteristic properties, one of these Properties is the position of the signal in the aforementioned color television signal frequency band. One The second important and specific property is a deliberate redundancy of the additional signal within pairs, successive time intervals. This is necessary on the one hand to prevent the additional signal noticeably affects the quality of the color television picture displayed and on the other hand to achieve an accurate and reliable display of the additional signal itself, even if it is relatively low amplitude in relation to the components of the color television signal in this region of the frequency band is transmitted.
Um diese gewollte Redundanz zu erreichen, wird das Zusatzsignal mit gegebenem Vorzeichen innerhalb von Bereichen abwechselnd zeitlich aufeinanderfolgender Zeilenintervalle erzeugt und mit umgekehrtem Vorzeichen während gleicher Bereiche der verbleibenden Zeilenintervalle wiederholt. Diese gewollte Redundanz bewirkt, daß ein wesentlicher Teil der Zusatzinformation im Fernsehbild des Sichtgerätes visuell aufgehoben wird, weil das menschliche Auge bei der Betrachtung eines aus einer Folge von Zeilen zusammengesetzten Bildes dazu neigt, die in einer Zeile enthaltene Information mit der Information der nächsten Zeile zu mitteln, was dazu führt, daß darin enthaltene Informationen entgegengesetzten Vorzeichens tatsächlich aufgehoben werden.In order to achieve this desired redundancy, the additional signal with the given sign is within Areas of alternating temporally successive line intervals generated and with the opposite sign during the same areas of the remaining Line intervals repeated. This deliberate redundancy has the effect that a substantial part of the additional information in the television picture of the display device is visually canceled is because the human eye when viewing a composed of a sequence of lines Image tends to match the information contained in one line with the information in the next line average, which means that information contained therein of opposite signs is actually canceled.
Die Redundanz wird am besten aus Fig.3 verständlich, wo eine Serie zeitlich aufeinanderfolgenderThe redundancy is best understood from Fig. 3, where a series is consecutive in time
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horizontaler Zeilenintervalle dargestellt ist, wie dies bei einem typischen Farbfernsehsignal der Fall ist, wobei die in diesen Zeilenintervallen enthaltene Videoinformation weggelassen wurde. (Es ist zu beachten, daß bei einer Zeilenbezeichnung mit 1, 2, 3 usw. sich diese Nr. nur auf die zeitliche Aufeinanderfolge der Zeilen beziehen und nicht der tatsächlichen Nummerierung der ineinandergreifenden Zieilen entsprechen, wie diese auf dem Fernsehschirm erscheinen). Die Zeilenintervalle könne zur Vereinfachung der Beschreibung in zwei Folgen eingeteilt werden, wobei die eine Folge willkürlich mit »alternierende Zeilenintervalle« (z. B. die Zeilen 1, 3, 5 usw.) und die zweite Serie mit »übrige Zeilenintervallle« (Zeilen 2, 4, 6 usw.) bezeichnet werden. Für jedes alternierende Zeilenintervall gibt es ein zeitlich nachfolgendes übriges Zeilenintervall und beliebige zwei zeitlich aufeinanderfolgende Zeilenintervalle bilden ein Zeilenintervallpaar (z. B. die Zeilen 1 und 2). Diese Zeilenintervalle (und daher die Zeilenintervaiipaare) können weiterhin in einen oder mehrere Zeilenintervallbereiche entsprechend der Informationsmenge unterteilt werden, die während eines gegebenen Zeilenintervalls übertragen werden soll. In F i g. 3 sind bei jedem alternierenden Zeilenintervall zwei Zeilenintervallbereiche (Bereich A und B) vorgesehen und deshalb gibt es für jedes Zeilenintervallpaar zwei Paare von Zeiler.intervallbereichen. Während einem alternierenden Zeilenintervallbereich (z. B. Zeile 1, Bereich A) kann das Zusatzsignal eine Zusatzinformation, wie den Impuls 19 enthalten. Um eine Redundanz zu erreichen, wird dieser gleiche Impuls (Impuls 19') im gleichen Bereich des nächsten zeitlich nachfolgenden Zeilenintervalls (d. h. Bereich A von Zeile 2), jedoch mit umgekehrten Vorzeichen wiederholt. Der gleiche Vorgang wiederholt sich mit den Impulsen 20 und 20' für das Zeilenintervallpaar 1 und 2 im Bereich B. horizontal line intervals is shown, as is the case with a typical color television signal, wherein the video information contained in these line intervals has been omitted. (It should be noted that with a line designation with 1, 2, 3 etc. these numbers only relate to the chronological order of the lines and do not correspond to the actual numbering of the interlocking lines as they appear on the television screen). To simplify the description, the line intervals can be divided into two sequences , 4, 6 etc.). For each alternating line interval there is a temporally subsequent remaining line interval and any two temporally consecutive line intervals form a line interval pair (e.g. lines 1 and 2). These line intervals (and therefore the line interval pairs) can be further subdivided into one or more line interval regions according to the amount of information that is to be transmitted during a given line interval. In Fig. 3, two line interval areas (areas A and B) are provided for each alternating line interval and therefore there are two pairs of line interval areas for each line interval pair. During an alternating line interval area (e.g. line 1, area A) , the additional signal can contain additional information, such as the pulse 19. In order to achieve redundancy, this same pulse (pulse 19 ') is repeated in the same area of the next consecutive line interval (ie area A of line 2), but with the opposite sign. The same process is repeated with pulses 20 and 20 'for line interval pair 1 and 2 in area B.
Natürlich sind Änderungsmöglichkeiten des in F i g. 3 dargestellten Teilbilds für den Fachmann offensichtlich. Zum Beispiel braucht ein vollständiges alternierendes Zeilenintervall in bezug auf das ganze übrige Zeilenintervall nicht gewollt redundant zu sein. Wie in F i g. 3 dargestellt, enthält nur das Zeilenintervallpaar 3 und 4 redundante und mit entgegengesetztem Vorzeichen versehene Zusatzinformationselemente, während in ähnlicher Weise lediglich der Bereich B der Zeilenintervallpaare 4 und 5 eine solche Information enthält. (Vgl. Impulse 21,21'und 22,22'.)Of course, there are possibilities to change the in FIG. 3 is obvious to the person skilled in the art. For example, a complete alternating line interval need not be intentionally redundant with respect to all of the remainder of the line interval. As in Fig. 3, only the line interval pair 3 and 4 contains redundant additional information elements provided with opposite signs, while similarly only the area B of the line interval pairs 4 and 5 contains such information. (Compare impulses 21,21 'and 22,22'.)
Um eine maximale Informationsdichie zu erreichen, wäre es an sich vorteilhaft Zusatzsignale mit einer möglichst großen Anzahl von Zusatzelementen und daher möglichst vielen Zeilenintervallbereichen während jedes Zeilenintervalls zu erzeugen. Es ist jedoch zu bedenken, daß die Übertragung lediglich eines einzigen Zusatzinformationselementes pro Zeilenintervall zur Erreichung einer genügend großen Informationsdichte für viele Anwendungsfälle ausreicht Zum Beispiel hat ein herkömmliches NTSC-System ungefähr 15750 Zeilenintervalle pro Sekunde. Somit können 15750 Zusatzinformationselemente pro Sekunde mit einer Dichte von einem Element pro Zeilenintervall übertragen werden. Dies wiederum ergibt wegen der erfindungsgemäß eingeführten gewollten Redundanz eine Zusatzinformation von 7875 diskreten Bits pro Sekunde.In order to obtain maximum information, it would be advantageous per se additional signals with the greatest possible number of additional elements and therefore to generate as many line interval regions as possible during each line interval. However, it is too bear in mind that the transmission of only a single additional information element per line interval for Achieving a sufficiently large information density for many applications is sufficient For example a conventional NTSC system approximately 15750 line intervals per second. Thus, 15750 Additional information elements are transmitted per second with a density of one element per line interval will. This in turn results because of the desired redundancy introduced according to the invention an additional information of 7875 discrete bits per second.
Es gibt an sich viele mögliche Arten der Erzeugung eines erfindungsgemäßen Zusatzsignals. Solche Signale können z. B. durch Zweiphasenmodulation eines Trägers, Frequenzsprungtechniken, lineare oder nichtlineare Frequenzmodulation oder jede andere Träger-Modulationstechnik erzeugt werden, sofern das erzeugte Zusatzsignal in dem richtigen Frequenzband liegt und die erforderliche gewollte Redundanz gewährleistet istThere are actually many possible ways of generating an additional signal according to the invention. Such signals can e.g. B. by two-phase modulation of a carrier, frequency hopping techniques, linear or non-linear Frequency modulation or any other carrier modulation technique can be generated if that generated Additional signal is in the correct frequency band and the required redundancy is guaranteed
S Durch diese Redundanz enthält das durch die Kombination des Farbfernseh- und des Zusatzsignals entstandene Fernsehbild, das von der Antenne 16 des Empfangsteils 11 empfangen und auf einem herkömmlichen Farbfernsehempfänger 17 aufgezeichnet wird, vonS This redundancy includes the combination of the color television signal and the additional signal resulting television picture received by the antenna 16 of the receiving part 11 and on a conventional Color television receiver 17 is recorded by
ίο dem Zusatzsignal herrührende Komponenten, doch heben sich diese Komponenten infolge der Redundanz und ihres entgegengesetzten Vorzeichens bei Betrachtung durch einen Beobachter auf. Dies führt dazu, daß ein Einfluß der Zusatzinformation auf das Fernsehsignal praktisch nicht bemerkbar ist womit eines der Ziele der Erfindung erreicht wird, nämlich eine Beeinflussung des Fernsehsignals durch das Zusatzsignal zu verhindern. Soll nur das Zusatzsignal allein empfangen werden, so kann der Fernsehempfänger 17 natürlich weggelassen werden und der Empfangsteil 11 nur die Zusatzempfangseinrichtung 18 enthalten.ίο components resulting from the additional signal, yes these components stand out when viewed due to redundancy and their opposite sign by an observer. As a result, the additional information has an influence on the television signal is practically not noticeable with which one of the aims of the invention is achieved, namely influencing the To prevent television signal by the additional signal. If only the additional signal is to be received, so the television receiver 17 can of course be omitted and the receiving part 11 only the additional receiving device 18 included.
Was die Rückgewinnung des Zusatzsignals 11 anbetrifft, so befinden sich in dem Empfangsteil 11 mittel 18, um das kombinierte Farbfernseh- und Zusatzsignal während jedes Zeilenintervallbereichpaares so aufzubereiten, daß darin enthaltene redundante Videoinformation sich aufhebt und identische Zusatzinformationselemente sich gegenseitig verstärken. Die Signalaufbereitungsmittel 18 liefern ein Ausgangssignal das insbesondere für das Zusatzsignal kennzeichnend isi und einen Informationsgehalt enthält, der durch die Zahl der Zusatzinformationselemente bestimmt ist, die während jedes Zeilenintervalls übertragen werden.As far as the recovery of the additional signal 11 is concerned, there are 11 in the receiving part means 18 for the combined color television and auxiliary signal during each line interval pair to prepare so that it cancels redundant video information contained therein and identical additional information elements reinforce each other. The signal conditioning means 18 deliver an output signal which is particularly characteristic of the additional signal and contains an information content indicated by the number the additional information elements which are transmitted during each line interval is determined.
Wie bekannt, ist die Videoinformation in Farbfernsehsignalen von Zeile zu Zeile beträchtlich redundant Dieser Umstand wird in den Signalaufbereitungsmittelr 18 vorteilhafterweise in der Art ausgenutzt, daß so wie die redundanten Zusatzsignalkomponenten sich in derr Sichtgerät 17 visuell aufheben, die redundanter Fernsehsignalkomponenten in den Signalaufbereitungsmitteln 18 elektrisch ausgelöscht werden. Weiterhin isi die Zusatzinformation von jeder Art Videoinformation die nicht eliminiert wird leicht zu unterscheiden (weil die Videoredundanz nicht 100% beträgt), da jedes Zusatzin formationselement durch seinen redundanten Gegenpart verstärkt wird; dadurch wird ein zweites Ziel dei Erfindung erreicht, nämlich, die zuverlässige und genaue Anzeige des Zusatzsignals, selbst wenn es mit relati\ geringer Amplitude in bezug auf das Farbfernsigna übertragen wird.As is well known, the video information is in color television signals considerably redundant from line to line 18 advantageously exploited in such a way that such as the redundant additional signal components visually cancel each other in the display device 17, the redundant ones Television signal components in the signal conditioning means 18 are electrically canceled. Furthermore isi easily distinguish the additional information from any type of video information that is not eliminated (because the Video redundancy is not 100%), since every additional in formation element is reinforced by its redundant counterpart; thereby a second goal becomes the Invention achieved, namely, the reliable and accurate display of the additional signal, even if it is related to low amplitude with respect to the color remote signal is transmitted.
Signalaufbereitungsmittel 18, wie sie in einen-Zusatzsignalübertragungssystem mit nur einem Zeitin tervall-Bereich für jedes Zeilenintervall (und daher nui einem Zusatzinformationselement für jedes Zeileninter vall) zweckmäßig sind, sind in Fig.4 dargestellt Be diesem Ausführungsbeispiel wird das empfangen« kombinierte Farbfernseh- und Zusatzsignal einei herkömmlichen Eingangsschaltung 30 zugeführt, di« ihm ein entsprechendes Videofrequenzsignal auf eil Bandpaßfilter 23 gibt, welches die Teile des Farbfern sehfrequenzbandes abtrennt, in denen kein Zusatzsigna vorhanden ist Das gefilterte Signal wird eine! Demodulations- und Inversionsschaltung 24 weiterge leitet, die das Zusatzsignal (und VideokomponentenSignal conditioning means 18 as used in an additional signal transmission system with only one time interval range for each line interval (and therefore nui an additional information element for each line interval) are useful, are shown in Fig.4 Be In this embodiment, the received combined color television and auxiliary signal is one conventional input circuit 30 supplied, which sends a corresponding video frequency signal to it Bandpass filter 23 gives which parts of the color remote separates the visual frequency band, in which no additional signal is present The filtered signal becomes a! Demodulation and inversion circuit 24 weiterge that conducts the additional signal (and video components
soweit solche in diesem Bereich des Farbfernsehfre quenzbandes vorhanden sind) verarbeitet und jed« zweite Zeile des Fernsehsignals invertiert und dadurcl bewirkt, daß die redundanten Zusatzsignalelemente di<as far as such are available in this area of the color television frequency band) processed and every « second line of the television signal is inverted and dadurcl causes the redundant additional signal elements di <
in Zeilenintervallpaaren auftreten das gleiche Vorzeichen haben, während redundante Videoinformation während solcher Zeilenintervallpaare ein entgegengesetztes Vorzeichen erhalten. Die Demodulationsschaltung 24 ist für die Demodulation der jeweils übertragenen Signale ausgelegt; bei Verwendung einer Phasenmodulationstechnik ist deshalb ein anderer Demodulator erforderlich als bei Verwendung einer Frequenzsprungübertragungstechnik.occur in line interval pairs have the same sign, while redundant video information are given an opposite sign during such line interval pairs. The demodulation circuit 24 is designed for the demodulation of the signals transmitted in each case; when using a Phase modulation technology therefore requires a different demodulator than when using one Frequency hopping transmission technology.
Die Demodulations- und Inversionsschaltung wird durch entsprechende Taktsignale wie die horizontalen und vertikalen Synchronimpulse, die im Farbfernsehgerät zur Verfügung stehen, geregelt, so daß die Inversion der Signale zu den richtigen Zeitpunkten erfolgt Alternativ und im Falle des Fehlens des Fernsehgerätes können geeignete Taktsignale von den Synchronsignalkomponenten des Farbfernsehsignal leicht abgeleitet werden, wie das an sich bekannt istThe demodulation and inversion circuit is activated by appropriate clock signals such as the horizontal and vertical sync pulses that are available in the color television set are regulated so that the inversion the signals at the correct times are alternatively and in the case of the absence of the television set appropriate clock signals can easily be derived from the sync signal components of the color television signal as it is known per se
Das Ausgangssignal der Schaltung 24 wird anschließend auf eine Integrationsschaltung 23 gegeben, die treffender als herkömmliche Integrations- und Dumpeinheit bezeichnet werden kann. Die Integrationsschaltung 25 integriert die in jedem Zeilenintervall-Paar demodulierten Signale und ermöglicht somit, daß die redundanten Zusatzinformationselemente (die an dieser Stelle gleiches Vorzeichen haben) sich verstärken und gleichzeitig die entgegengesetzte Vorzeichen aufweisende redundante Videoinformation sich aufhebt Am Ende jedes Zeilenintervall-Paares gibt die Integrationsschaltung 25 die gespeicherte Information ab und beginnt mit der Integration des folgenden Zeilenintervall-Paares. Ein Taktsignal, ζ. Β. horizontale Synchronimpulse, wird auf die Integrationsschaltung 25 gegeben um die Integration und Abgabe zum richtigen Zeitpunkt in an sich bekannter Weise zu bewirken. Als Ergebnis liefert die Integrationsschaltung 25 ein Zusatz-Ausgangssignal, das Zusatzinformation mit einem Informationsgehalt von einem Zusatzinformationselement pro Zeilenintervallpaar in dem Farbfernsehsignal enthält.The output of circuit 24 is then given to an integration circuit 23, which is more appropriate than conventional integration and dump unit can be designated. The integration circuit 25 integrates those in each line interval pair demodulated signals and thus enables the redundant additional information elements (those at this Place have the same sign) are reinforced and at the same time have the opposite sign redundant video information is canceled. At the end of each line interval pair, the integration circuit 25 outputs the stored information and begins with the integration of the following pair of line intervals. A clock signal, ζ. Β. horizontal sync pulses, is given to the integration circuit 25 to integrate and release at the right time to effect in a manner known per se. As a result, the integration circuit 25 supplies an additional output signal, the additional information with an information content of one additional information element per Contains line interval pair in the color television signal.
Wie vorher erwähnt können zwei oder mehrere Zusatzinformationselemente während jedes Zeilenintervalls übermittelt werden (durch Aufteilung jedes Zeilenintervalls in Zeilenintervallbereiche, wie eingangs erwähnt) wenn ein größerer Informationsgehalt gewünscht wird. In diesem Fall sollte jedoch für jeden Zeilenintervallbereich eine Integrations- und Dumpschaltung mit entsprechender Speicher- und Schaltelektronik vorgesehen werden, um jede Integrationsschaltung nur während ihres zugeordneten Zeilenintervallbereiches zu betätigen. Zum Beispiel zeigt Fig.5 eine Ausführungsform, wie sie für ein System zweckmäßig ist, in dem jedes Zeilenintervall Bereiche A und B enthält, wie sie etwa in Fi g. 3 dargestellt sind Die dem Demodulator 24 vorausgehenden Schaltkreise können dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 entsprechen (unter der Annahme, daß ganze Zeilenintervalle mit dem nächstfolgenden ganzen Zeilenintervafl redundant sind, wie die Zeilen 1 und 2 in der Fig.3). Die Integrationsschaltung 25' wird durch ein passendes Auslösesignal nur während des Bereiches A jedes Zeilenintervallpaares wirksam gemacht, während die Integrationsscnaltung 25" nur während des Bereiches B eines Zeilenintervallpaares wirksam gemacht wird Die erforderlichen Auslösesignale können leicht aus den horizontalen Synchronimpulsen abgeleitet werden. Die Integrationsschaltung 25' erzeugt ein Ausgangssignal, das kennzeichnend ist für die Zusatzinformationselemente, die im Bereich A jedes Zeilenintervallpaares übertragen werden während die Integrationsschaltung 25" ein Ausgangssignal liefert, das für die Zusatzinformationselemente bezeichnend ist, die während des Bereiches B jedes Zeilenintervallpaares übertragen S wurden. Diese beiden Ausgangssignale können zu einen resultierenden Ausgangssignal kombiniert werden, das für die gesamten Zusatzinformationselemente kennzeichnend ist und in diesem Fall einen Informationsgehalt von 2 Zusatzinformationselementen pro Zeilenintervallpaar im empfangenen Signal enthältAs previously mentioned, two or more additional information elements can be transmitted during each line interval (by dividing each line interval into line interval regions, as mentioned at the beginning) if a greater information content is desired. In this case, however, an integration and dump circuit with corresponding storage and switching electronics should be provided for each line interval range in order to operate each integration circuit only during its assigned line interval range. For example, FIG. 5 shows an embodiment as it is useful for a system in which each line interval contains areas A and B , such as those shown in FIG. The circuits preceding the demodulator 24 can correspond to the exemplary embodiment according to FIG. 4 (assuming that whole line intervals are redundant with the next whole line interval, such as lines 1 and 2 in FIG. 3). The integration circuit 25 'is activated by a suitable trigger signal only during the area A of each line interval pair, while the integration circuit 25 "is activated only during the area B of a line interval pair. The required trigger signals can easily be derived from the horizontal synchronizing pulses. The integration circuit 25' generates an output signal which is indicative of the additional information elements which are transmitted in area A of each line interval pair while the integration circuit 25 "provides an output signal which is indicative of the additional information elements which were transmitted S during area B of each line interval pair. These two output signals can be combined to form a resulting output signal which is characteristic of the entire additional information elements and in this case contains an information content of 2 additional information elements per line interval pair in the received signal
In Fig.6 ist ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wie es insbesondere in Verbindung mit kommerziellen Farbfernsehsystemen angewendet werden kann. Im Übertragungsteil tO sindIn Figure 6 is a special embodiment of the Invention illustrated as particularly applied in connection with commercial color television systems can be. In the transfer part tO are
Mittel zur Erzeugung von Farbfernsehsignalen, Übertragungsmittel 14 und eine Antenne 15 vorhanden, die mit den gleich bezeichneten Elementen des Ausführungsoeispieles der F i g. 1 übereinstimmen können. Ebenso sind im Übertragungsteil 10 Mittel 26 zur Erzeugung von Zusatzinformationselementen vorhanden. Diese Elemente können binäre Informationsimpulse, wie in F i g. 3 dargestellt sein oder Elemente in einem Format, das sich dazu eignet, ein Zusatzträgersignal unter Verwendung einer bekannten Modulationstechnik entsprechend zu modulieren. Wie bereits erwähnt, können sie mit einer Dichte von 1 oder 2 Elementen pro Zeilenintervall des Farbfernsehsignals auftreten. Um die Beschreibung zu vereinfachen, soll davon ausgegangen werden, daß die Signale mit einer Dichte von einem Zusatzinformationselement pro Zeilenintervall aufgeschaltet werden. Weiterhin beinhaltet der Übertragungsteil 10 Mittel 27, die ein Zusatzträgersignal liefern sowie einen Phasenmodulator 28 der den Träger mit den zugeführten Zusatzinformationselementen moduliert und damit am Ausgang des Modulators 28 das erforderliche Zusatzsignal erzeugt, das auf die Übertragungseinrichtung 14 gegeben wird.Means for generating color television signals, transmission means 14 and an antenna 15 are present, the with the identically designated elements of the exemplary embodiment in FIG. 1 can match. Means 26 for generating additional information elements are also present in the transmission part 10. These elements can be binary information pulses, as shown in FIG. 3 or elements in one Format suitable for displaying an overhead carrier signal using a known modulation technique modulate accordingly. As mentioned earlier, they can have a density of 1 or 2 elements per Line interval of the color television signal occur. To simplify the description, assume that the signals are switched on with a density of one additional information element per line interval will. Furthermore, the transmission part 10 contains means 27 which deliver an additional carrier signal and a phase modulator 28 which modulates the carrier with the additional information elements supplied and thus generates the required additional signal at the output of the modulator 28, which signal is sent to the transmission device 14 is given.
Um ein Zusatzsignal abzuleiten, dessen Zusatzinformationselemente gewollt redundant und während
zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilenintervallpaare von
entgegengesetztem Vorzeichen sind, können verschiedene Ausführungen der Einheiten 26, 27 und 28
verwendet werden. Zum Beispiel könnte die Einheit 26 einfach ein erstes Zusatzinformationselement von
gegebenem Vorzeichen während eines ersten Zeilenintervalls und ein gleiches Element von entgegengesetztem
Vorzeichen während des folgenden Zeilenintervalls liefern und damit die erforderliche gewollte Redundanz
und entgegengesetzte Polarität der Zusatzinformationselemente zu erzeugen. In einem Alternativfall
könnte die Einheit 26 gleiche Zusatzinformationselemente gleicher Polarität während zwei zeitlich aufeinanderfolgender
Zeilenintervallen liefern. In diesem Fall könnte die Einheit 27 einen Phasenschieber enthalten,
der während jedem zweiten Zeilenintervall die Phase der Trägerfrequenz verschiebt und damit am Ausgang
des Phasenmodulators 28 ein Signal mit der erforderlichen gewollten Redundanz und entgegengesetzter
Polarität erzeugt Eine dritte Möglichkeit wäre, daß die Einheit 26 gleiche Zusatzinformationselemente von
gleicher Polarität während zwei aufeinanderfolgender Zeilenintervalle liefert und die Einheit 27 ein gleichphasiges
Trägersignal erzeugt In diesem Fall könnte das von dem Phasenmodulator 28 erzeugte Signal während
jedes zweiten Zeilenintervalls in der Phase invertiert werden, wodurch das gleiche Ergebnis wie bei den
beiden vorausgegangenen Beispielen erzeugt würde.
Eine spezielle und besonders einfache MethodeIn order to derive an additional signal whose additional information elements are intentionally redundant and of opposite signs during successive line interval pairs, different versions of the units 26, 27 and 28 can be used. For example, the unit 26 could simply supply a first additional information element of a given sign during a first line interval and an identical element of opposite sign during the following line interval and thus generate the required desired redundancy and opposite polarity of the additional information elements. In an alternative case, the unit 26 could supply the same additional information elements of the same polarity during two successive line intervals. In this case, the unit 27 could contain a phase shifter which shifts the phase of the carrier frequency during every second line interval and thus generates a signal with the required desired redundancy and opposite polarity at the output of the phase modulator 28 of the same polarity during two successive line intervals and the unit 27 generates an in-phase carrier signal.In this case, the signal generated by the phase modulator 28 could be inverted in phase during every other line interval, which would produce the same result as in the two previous examples.
A special and particularly simple method
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besteht darin, in der Einheit 27 ein Trägersignal zu erzeugen, das ein ungerad?.ahliges Vielfaches der halben Frequenz ist, mit der zeitlich aufeinanderfolgende Zeilenintervalle auftreten (d. h. fh)und mit der Einheit 26 für jedes Zeilenintervallpaar zwei gleiche Zusatzinformationselemente gleicher Polarität zu erzeugen. Das sich ergebende Ausgangssignal des Phasenmodulators 28 enthält redundante Zusatzinformationselemente während jedes Paares zeitlich aufeinanderfolgende Zeilenintervalle. Wegen der speziellen Wahl der Zusatzträgerfrequenz wird dieses Zusatzsignal, nach in der Übertragungseinrichtung 14 erfolgter Kombination mit dem Farbfernsehsignal und nach Übertragung durch die Antenne 15 beim Empfang durch den Empfangsteil 11 die erforderlichen charakteristischen Merkmale, «5 nämlich Redundanz und entgegengesetztes Vorzeichen während zeitlich aufeinanderfolgender Zeilenintervallpaare aufweisen. Dies wird aus der anschließenden Beschreibung des Empfangsteils 11 deutlich.consists in generating a carrier signal in unit 27 which is an odd multiple of half the frequency with which successive line intervals occur (ie f h ) and in unit 26 to generate two identical additional information elements of the same polarity for each line interval pair . The resulting output signal of the phase modulator 28 contains redundant additional information elements during each pair of temporally successive line intervals. Because of the special choice of the additional carrier frequency, this additional signal, after being combined in the transmission device 14 with the color television signal and after transmission by the antenna 15, will have the required characteristic features when received by the receiving part 11, namely redundancy and opposite sign during successive line interval pairs . This becomes clear from the following description of the receiving part 11.
Wie in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 wird das kombinierte Zusatz-Farbfernsehsignal über die Antenne 16 empfangen und auf einen herkömmlichen Farbfernsehempfänger 17 gegeben. Da das Zusatzsignal auf einen Träger mit einem ungeradzahligen Vielfachen der halben Frequenz der zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilenintervalle (V2 fh) aufmoduliert ist, scheinen die gleichartig wiederholten Zusatzinformationselemente bei der Darstellung während zeitlich aufeinanderfolgender Zeilenintervalle entgegengesetztes Vorzeichen zu haben, weil das Fernsehsignal während Zeilenintervallen sichtbar dargestellt wird, die mit der horizontalen Zeilenfrequenz (fh) auftreten. Das visuelle Auslöschen des Zusatzsignals, das wegen der Wahl der Zusatzträgerfrequenz zwischen zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilenintervallen auftritt, ist der Auslöschung ähnlich, die zwischen der Leuchtdichtesignalskomponente des Farbfernsignals und der Farbartsignalkomponente stattfindet, die ebenfalls auf eine Trägerfrequenz mit ungeradzahligem Vielfachem V2 /Ά aufmoduliert ist. Diese Art des Auslöschens ist in dem bereits genannten Buch »Principles of color TV« auf den Seiten 128 bis 132 erschöpfend erklärt.As in the embodiment according to FIG. 1, the combined additional color television signal is received via the antenna 16 and sent to a conventional color television receiver 17. Since the additional signal is modulated onto a carrier with an odd multiple of half the frequency of the successive line intervals (V 2 fh) , the similarly repeated additional information elements appear to have the opposite sign when displayed during successive line intervals because the television signal is displayed visibly during line intervals that occur with the horizontal line frequency (f h ) . The visual extinction of the additional signal, which occurs between successive line intervals due to the selection of the additional carrier frequency, is similar to the extinction that takes place between the luminance signal component of the color remote signal and the chrominance signal component, which is also modulated onto a carrier frequency with an odd multiple of V 2 / Ά. This type of extinction is fully explained in the book "Principles of color TV" already mentioned on pages 128 to 132.
Das über die Antenne 16 empfangene kombinierte Signal wird ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 auf ein Bandpaßfilter 23 gegeben; anschließend wird das gefilterte Signal auf einen Synchrondetektor 29 gegeben, der auf ein regeneriertes Zusatzträgersignal anspricht, das wie das ursprüngliche Zusatzträgersignal ein ungeradzahliges Vielfaches von '/2 fh ist. Im Synchrondetektor 29 wird das gefilterte so Signal mit dem regenerierten Trägersignal gemischt, wodurch ein Anzeigesignal entsteht, das für die im gefilterten Signal enthaltene Information kennzeichnend ist. In diesem Fall jedoch erscheinen die Farbfernsehsignalanteile während aufeinanderfolgender Zeilenintervalle invertiert, weil das zugrundeliegende Demodulationsschema nach einem Bezugsteilbild bezüglich der Frequenz des Zusatzträgersignals und nicht die horizontale Zeilenfrequenz /j, des Fernsehsignals selbst verschoben ist. Daher haben die Elemente des Zusatzträgersignals, dje am Ausgang des Synchrondetektors 29 anfallen das'gleiche Vorzeichen während zeitlich aufeinanderfolgender Zeilenintervcile, während redundante Fernsehinformation während zeitlich aufeinanderfolgender Zeilenintervallpaare umgekehrtes Vorzeichen haben. Wenn das demodulierte Signal auf die Integrationseinheit 25 gegeben wird, die den bereits beschriebenen Integrationseinheiten entspricht, verstärken sich die Zusatzinformationselemente, während etwa vorhandene Videoinformationan sich gegenseitig auslöschen, so daß das Ausgangssignal im wesentlichen die Zusatzinformation enthält.The combined signal received via the antenna 16 is passed to a bandpass filter 23 in a manner similar to the embodiment according to FIG. then the filtered signal is sent to a synchronous detector 29 which responds to a regenerated additional carrier signal which, like the original additional carrier signal, is an odd multiple of ½ fh . In the synchronous detector 29, the filtered signal is mixed with the regenerated carrier signal, whereby a display signal is produced which is characteristic of the information contained in the filtered signal. In this case, however, the color television signal components appear inverted during successive line intervals because the underlying demodulation scheme is shifted according to a reference field with respect to the frequency of the additional carrier signal and not the horizontal line frequency / j of the television signal itself. Therefore, the elements of the additional carrier signal that occur at the output of the synchronous detector 29 have the same sign during successive line intervals, while redundant television information has the opposite sign during successive line interval pairs. When the demodulated signal is applied to the integration unit 25, which corresponds to the integration units already described, the additional information elements are amplified, while any video information that may be present cancel each other out, so that the output signal essentially contains the additional information.
Die oben beschriebene Schaltung hat in ihrer Einfachheit viele Vorteile und ist aufgrund der Tatsache, daß viele bestehende Fernsehsystembauteile verwendet werden, verhältnismäßig preiswert zu verwirklichen. Darüber hinaus müssen bei einem Einbau des Zusatzsignalübertragungssystems in ein bestehendes Fernsehsystem wenige oder keine Änderungen vorgenommen werden, weil der Zusatzsignalkanal von dem Fernsehsignalkanal verhältnismäßig unabhängig ist. Da das Zusatzsignal letztlich mit dem Fernsehsignal völlig verträglich ist, werden bei nicht gewünschter Zusatzsignalübertragungsmöglichkeit die Fernsehbilder durch die Übertragung der Zusatzsignale nicht beeinträchtigt.The circuit described above has many advantages in its simplicity and is due to the fact that many existing television system components are used to realize relatively inexpensive. In addition, when installing the additional signal transmission system in an existing television system little or no changes are made because the auxiliary signal channel is from the television signal channel is relatively independent. Since the additional signal is ultimately completely with the television signal is compatible, if the possibility of additional signal transmission is not desired the television pictures are not impaired by the transmission of the additional signals.
Es ist zu bemerken daß wegen praktischer Umstände eine Beeinträchtigung der Signale der beschriebenen Art bei der Übertragung und Demodulation möglich erscheint. Zum Beispiel ist es unter gewissen Bedingungen möglich, daß einzelne Zusatzinformationen im Farbartkanal des Farbfernsehempfängers und einzelne Farbartinformationen durch die Zusatzsignalverarbeitungsmittel verarbeitet werden.It should be noted that, due to practical circumstances, deterioration of the signals of the described Art appears possible in the transmission and demodulation. For example, it is under certain conditions possible that individual additional information in the chrominance channel of the color television receiver and individual Chroma information is processed by the additional signal processing means.
Da der Farbartdemoduiator im wesentlichen schmalbandig ist, kann eine gegebenenfalls auftretende gegenseitige Beeinträchtigung im Farbartkanal durch entsprechende Verlagerung des Zusatzsignals in einen tieferen Frequenzbereich im Fernsehsignalsfrequenzband und durch Übertragung des Zusatzsignais mit relativ kleiner Amplitude leicht auf ein Minimum beschränkt werden. Diese Verlagerung des Zusatzsignals dient auch zur Vermeidung der gegenseitigen Beeinflussung zwischen dem Zusatzkanal und dem Farbartsignal.Since the chrominance demodulator is essentially narrow-band is, a possibly occurring mutual impairment in the chrominance channel corresponding shift of the additional signal into a lower frequency range in the television signal frequency band and easily to a minimum by transmitting the additional signal with a relatively small amplitude be restricted. This shift of the additional signal also serves to avoid mutual Influence between the additional channel and the chrominance signal.
Von den vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten des beschriebenen Systems wurden einige wenige beschrieben. Eine Anwendungsmöglichkeit bestünde in dem Einsatz für mehrsprachige Fernsehübertragungen, wobei mit dem Fernsehsignal die herkömmliche Bild- und Toninformation und mit dem Zusatzsignal verschiedene Sprachen übertragen werden könnten. Eine zweite mögliche Verwendung wäre auf dem Gebiet des Unterrichtsfernsehens, wobei die Bildinformation und Fragen durch das normale Fernsehsignal, die Antworten auf die Fragen durch das Zusatzsignal übertragen werden könnten. Es ist zu erkennen, daß viele weitere Einsatzmöglichkeiten für ein Zusatzsignalübertragungssystem bestehen und die angeführten Verwendungsmöglichkeiten nur als Beispiele angeführt wurden.A few of the many possible uses of the system described have been described. One possible application would be to use it for multilingual television broadcasts, with with the television signal the conventional picture and sound information and with the additional signal different Languages could be transmitted. A second possible use would be in the field of Educational television, with the picture information and questions through the normal television signal, the answers to which questions could be transmitted by the additional signal. It can be seen that many more There are possible uses for an additional signal transmission system and the listed uses were only given as examples.
Hierzu 3 Blatt 21eichnungenFor this purpose 3 sheet 21 drawings
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Applications Claiming Priority (2)
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2354257A1 DE2354257A1 (en) | 1974-05-09 |
| DE2354257B2 true DE2354257B2 (en) | 1977-06-30 |
| DE2354257C3 DE2354257C3 (en) | 1978-02-16 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS52127027A (en) * | 1976-04-17 | 1977-10-25 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Television signal transmission sysem |
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1973
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- 1973-10-30 DE DE19732354257 patent/DE2354257B2/en active Granted
- 1973-10-30 JP JP12212873A patent/JPS4978429A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| WO1992007446A1 (en) * | 1990-10-10 | 1992-04-30 | Tesler Vladimir E | Method and device for compensation of distortions occuring in the course of reproducing the image of moving objects |
Also Published As
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| NL7314878A (en) | 1974-05-02 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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