DE2533445A1

DE2533445A1 - Farbfernsehuebertragungssystem

Info

Publication number: DE2533445A1
Application number: DE19752533445
Authority: DE
Inventors: Michel Favreau
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1974-07-26
Filing date: 1975-07-25
Publication date: 1976-02-12
Also published as: FR2280277B1; DE2533445C2; US3969761A; JPS5137528A; NL7508724A; FR2280277A1; GB1488756A; JPS5846912B2

Description

PATENTANWÄLTE DiHiKlCH LEWiNSKY

H NZ-JOACHiMHUBEK 25-7.1975

IU IN ir. R PRiETSCH 8377-IV/He

MÖNCHEN 21 GOTTHARDSTR. 81

Thomson - CSP, Paris, BId. Haussmann 173 (Prankreich)

"Parbfernsehübertragungssystem"

Priorität vom 26.7·197^ aus der französischen Patentanmeldung 74 26O6O

Die Erfindung betrifft ein Parbfernsehübertragungssystem mit einem sendeseitigen Köder, der ein Videosignal liefert, das ein Luminanzsignal und zeilenfrequent abwechselnd einen ersten, mit einem ersten Farbartsignal modulierten Bezugsfarbträger und einem zweiten, mit einem zweiten Farbartsignal modulierten Bezugsfarbträger umfaßt und mit einem entsprechenden, empfangsseitigen Dekoder.

In erster Linie ist dabei an das SECAM-Verfahren gedacht, das mit sequentieller übertragung der Färbinformation und Speicherung arbeitet. Wesentliches Merkmal ist dabei die ständige übertragung eines Luminanzsignales und die zeilenfrequent abwechselnde übertragung von zwei Farbinformationen mit Hilfe eines Bezugsfarbträgers, wobei empfangsseitig die Gleichzeitigkeit der zwei Färbinformationen durch Wiederholung jeder derselben mit Hilfe einer Verzögerungseinrichtung hergestellt wird.

B Π 9 R B 7 / O hO B

Bekanntlich besitzt der Bezugsfarbträger einen Spektralbereich j der statistisch gesehen einen großen Energieinhalt hat. Im Falle der Frequenzmodulation erstreckt sich dieser Bereich über das Frequenzhubintervall. Im Fall einer Amplitudenmodulation mit zwei Seitenbändern liegt keine so deutliche Abgrenzung vor, jedoch nimmt die Energie statistisch gesehen zu beiden Seiten des Trägers ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde_s ein Farbfernsehübertragungssystem der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, mit dem in Farbfernsehempfängern ein besseres Luminanzsignal durch Anwendung einer Kodierung erzielt wird, die das Problem der Intermodulation zwischen dem Luminanzsignal und dem Bezugsfarbträger praktisch nicht mehr auftreten läßt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen angegeben.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, im oberen Teil des dem vollständigen Videosignal zugewiesenen Spektrums zwei aneinander anschließende Frequenzkanäle festzulegen und abzugrenzen und diese abwechselnd für die übertragung zumindest desjenigen Teiles des Bezugsfarbträgers abwechselnd zu verwenden, der unter dem Gesichtspunkt der Intermodulation der tatsächlich störende ist, wobei die Spektralanteile des Luminanzsignales aus dem für den gerade übertragenen Bezugsfarbträger verwendeten Frequenzkanals beseitigt, jedoch vollständig im anderen Kanal übertragen werden. Empfangsseitig werden die so übertragenen Anteile des Luminanzsignales abwechselnd und gleichzeitig wie die Färbinformation in der Verzögerungseinrichtung wiederholt.

Man erhält damit ein ausgezeichnetes Luminanzsignal in Farbempfängern. Das übertragungssystem bleibt dabei kompatibel, da

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2 53 3 4 4

im Falle eines Sehwarz/Weiß-Empfängers das Auge des Betrachters die Integration über zwei aufeinanderfolgende Zeilen vornimmt und im Mittelwert des Videosignales des Empfängers keine Bezugsfarbträgerenergie mehr enthalten ist, was bei dem bisher verwendeten SECAM-Verfahren nicht der Fall ist.

Festzuhalten ist, daß die Maßnahme nach der Erfindung deutlich verschieden von der bei dem bisherigen SECAM-Verfahren angewendeten Maßnahme ist, wo zur optimalen Ausnutzung des einzigen Bezugsfarbträgerkanals die Ruhefrequenzen des Bezugsfarbträgers für die beiden Chrominanzsignale gegeneinander um rund 156 kHz verschoben sind.

In der Zeichnung ist das Farbfernsehübertragungssystem nach der Erfindung anhand von erläuternden Diagrammen sowie Blockschaltbildern der wesentlichen Schaltungsteile dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 ein Diagramm der Spektren des von einem Köder nach der Erfindung gelieferten, vollständigen Videosignals,

Fig. 2 und 3 Blockschaltbilder zur Veranschaulichung der am Köder und am Dekoder des bisherigen SECAM-Verfahrens getroffenen Schaltungsänderungen und

Fig. k eine Variante des Diagramms der Fig. 1.

Die Erfindung wird anhand eines Beispieles beschrieben, das abgesehen von dem Wert der Ruhefrequenzen der Bezugsfarbträger und der Breite der übertragenen Seitenbänder auf dem gegenwärtig in Frankreich benutzten SECAM-Verfahren zur übertragung von Färbinformationen beruht.

In Fig. la ist das Spektraldiagramm des vollständigen Videosignales dargestellt, das bis 6 MHz eben verläuft und für 6,5 MHz (Frequenz des Tonhilfsträgers) Null ist.

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Nach der Erfindung sind zwei Frequenzkanäle vorgesehen, nämlich der Kanal I von 4 bis 5 MHz und der Kanal II von 5 MHz bis zum Ende des verfügbaren Spektrums. In diesem Beispiel ist angenommen, daß die Frequenzbänder der Bezugsfarbträger die Kanäle I bzw. II nicht überschreiten.

Es wird daran erinnert, daß der Hub der SECAM-Bezugsfarbträgerfrequenz von 3.900 bis 4.756,25 kHz reicht, also eine Bandbreite von weniger als 860 kHz benötigt, die man ohne Schwierigkeit in jedem dieser Frequenzkanäle unterbringen kann.

Der Beginn des Frequenzintervalles für den Frequenzhub für den oberen Kanal, der im vorliegenden Beispiel für das Chrominanzsignal Rot verwendet wird, fällt vorzugsweise mit der Frequenz von rund 5 MHz zusammen, um die übertragung des oberen Seitenbandes sicherzustellen, während das Ende des Frequenzintervalles für den Frequenzhub für das Blau-Signal, das folglich im anderen Kanal liegt, vorzugsweise in der unmittelbaren Nachbarschaft derselben Frequenzgrenze liegt.

In Fig. la, die das Spektrum für eine gerade übertragene Zeile η darstellt, liegt der Bezugsfarbträger S_R für das Rot-Signal im Frequenzkanal II, während mit Y. der auf die Frequenz von etwa 4 MHz begrenzte Anteil des Luminanzsignales und mit ^Yhl ^der gleichzeitig ±_m Frequenzkanal I übertragene Luminanzsignalanteil bezeichnet ist.

In Fig. Ib ist das Spektrum für die Zeile (n+1) dargestellt. Der Bezugsfarbträger für das Blausignal S_ß wird gleichzeitig wie der obere Anteil Y.p der Anteile des Luminanzsignales übertragen.

Im folgenden werden nun die an einem SECAM-Koder üblicher Bauart vorzunehmenden Änderungen zur Erzielung des Übertragungsverfahrens nach der Erfindung erläutert.

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In Fig. 2 ist mit 1 die gesamte Schaltung bezeichnet, die an ihrem Ausgang 2 das Luminanzsignal liefert, sowie an ihren Ausgängen 3 und 4 die zwei preakzentuierten Chrominanzsignale. Der Schaltgeber 5 liefert das Schaltsignal C mit der halben Zeilenfrequenz j das dasjenige der Chrominanzsignale festlegt, das anschließend übertragen wird.

Der Ausgang 2 ist über einen Schalter 6, der durch das Signal C zeilenfrequent betätigt wird, abwechselnd mit einem Tiefpaßfilter 7 mit einer Grenzfrequenz von 5 MHz und mit einer Bandsperre 8 für das Frequenzband zwischen 4 und 5 MHz verbunden.

Die Ausgänge der beiden Filter sind mit dem ersten Eingang eines Addierers 9 verbunden.

An die Ausgänge 3 und 4 der Schaltung 1 ist die Schaltung zur Gewinnung des modulierten Bezugsfarbträgers angeschlossen, die sich nur in zwei Punkten von der im bisher üblichen SECAM-Verfahren verwendeten, entsprechenden Schaltung unterscheidet.

Der erste Punkt ist die Wahl der Ruhefrequenzen F'_oR und

oB der Bezugsfarbträger für das Rot-Signal und das Blau-Signal,

die anders als die gegenwärtig verwendeten Frequenzen Vielfache der Zeilenfrequenz sind. Der zweite Punkt ist die Filterung. Zwei Filter zur hochfrequenten Preakzentuierung treten an die Stelle des bisherigen, einzigen Filters. Für jeden Bezugsfarbträger kann die Kennlinie/Preakzentuierung beispielsweise - zumindest was den Frequenzhubbereich anbelangt - derjenigen des bisherigen einzigen Filters entsprechen, jedoch mit einer Frequenzverschiebung gleich dem Unterschied zwischen der verwendeten Ruhefrequenz und derjenigen des bisherigen SECAM-Verfahrens. Jedoch können in vorteilhafter Weise auch Preakzentuierungs· filter verwendet werden, die optimal an jeden Bezugsfarbträger angepaßt sind.

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Die Schaltung 10 erhält außerdem das Signal C, das denjenigen Bezugsfarbträger bestimmt, der während jeder Zeilendauer an dem Ausgang der Schaltung 10 erscheint, welcher mit dem zweiten Eingang des Addierers 9 verbunden ist. Der Schalter der Schaltung 10 und der Schaltgeber 5 arbeiten selbstverständlich in der Weise, daß das Luminanzsignal von dem für die Übertragung des von der Schaltung 10 gelieferten Bezugsfarbträgers verwendeten Frequenzband ferngehalten bzw. abgetrennt wird.

Der Ausgang des Addierers 9 ist mit den üblichen Schaltungen zur Hinzufügung der Synchronsignale u.s.w. verbunden.

Fig. 3 zeigt den Dekoder des entsprechenden Empfängers. Auch hier sind wiederum nur die abgeänderten Schaltungsteile dargestellt. Am Eingang 20 liegt das sich aus der Trägerdetektion ergebende Signal an und am Eingang 21 liegt eines der Schaltsignale D an, die in bekannter Weise zur Steuerung des Doppelschalters in den bisherigen SECAM-Empfängern gewonnen werden,wobei der Doppelschalter die unverzögerten und die verzögerten, chrominanzmodulierten Signale den entsprechenden Demodulatoren zuleitet.

Der Eingang 20 ist über einen Schalter 22, der durch das Signal D gesteuert wird, mit den Eingängen einer Bandsperre verbunden, die ebenso aufgebaut ist wie die Bandsperre 8 des Köders in Fig. 2, und mit einem Tiefpaßfilter 17 verbunden, der ebenfalls genauso aufgebaut ist wie das Filter 7 des Köders. Die beiden Filter arbeiten abwechselnd, um die Signalanteile zu unterdrücken, die in dem Kanal liegen, der keine Anteile des Luminanzsignales enthält. Die Ausgänge der beiden Filter sind mit dem Eingang eines Addierers 19 verbunden.

Der Eingang 20 ist andererseits mit einem Hochpaßfilter 26 verbunden, dessen Grenzfrequenz bei 4 MHz liegt und dessen Aus-

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gang mit dem Eingang einer Verzögerungsleitung 27 verbunden ist, die zur Verzögerung sowohl der modulierten Bezugsfarbträger S_R oder S als auch des übertragenen Anteiles Y, ^ oder Y. P der höheren Frequenzen des Luminanzsignales um die Dauer einer Zeile verwendet wird.

Der Ausgang der Verzögerungsleitung 27 ist mit einem Schalter 28 verbunden, dessen beiden Ausgänge mit einem Tiefpaßfilter 29 bzw. einem Hochpaßfilter 30 der gleichen Grenzfrequenz von 5 MHz verbunden sind. Der Schalter 28 wird durch das Signal D derart betätigt, daß er das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung demjenigen der zwei Filter zuführt, das die höheren Frequenzen Y. _Λ oder Y des Luminanzsignales, die die Verzöge-

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rungsleitung durchlaufen haben, passieren läßt. Die Ausgänge der zwei Filter 29 und 30 sind mit dem zweiten Eingang des Addierers 19 verbunden, der das vollständige Luminanzsignal wieder herstellt, von dem jedoch ein Teil der höheren Frequenzen der vorangehenden Bildzeile entspricht.

Die Verzögerungsleitung 27 und das Hochpaßfilter 26 speisen außerdem abwechselnd noch ein Tiefpaßfilter 32 mit der Grenzfrequenz 5 MHz über einen durch das Signal D gesteuerten Schalter 33.

Ebenso sind die Verzögerungsleitung 27 und das Hochpaßfilter 26 abwechselnd mit einem Hochpaßfilter 36 der Grenzfrequenz 5 MHz über einen durch das Signal D betätigten Schalter 35 verbunden.

Bei richtiger Zuordnung der Schalter entnimmt das Tiefpaßfilter 32 abwechselnd aus dem Ausgangssignal der Verzögerungsleitung 27 und aus dem Ausgangssignal des Hochpaßfilters 26 den Bezugsfarbträger S_ß, während das Hochpaßfilter 36 in analoger Weise den Bezugsfarbträger S_n liefert. Die Filter 32 und 36

rt

können mit den Desakzentuierungsfiltern für die Bezugsfärbträgerfrequenz vereinigt sein oder es können derartige Filter nachgeschaltet sein. ο

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Festzuhalten ist, daß es möglich ist, den beiden Bezugsfarbträgern Bandbreiten zu geben, die etwas über die Bandbreiten der Kanäle I bzw. II hinausgehen; wesentlich ist, daß der überwiegende Energieinhalt jedes Bezugsfarbträgers zumindest statistisch in dem Prequenzkanal I oder dem Frequenzkanäl II konzentriert ist, aus dem die Luminanzanteile bei der Übertragung des betreffenden Bezugsfarbträgers entfernt sind.

Der vorliegende Vorschlag ist in zahlreichen Abwandlungen realisierbar, insbesondere im Hinblick auf die Modulationsart der Bezugsfarbträger und die Bandbreiten der Frequenzkanäle I und II. Ebenso können andere Farbartsignale, insbesondere die Signale I Q des NTSC-Verfahrens verwendet werden.

Das Diagramm der Fig. 4 zeigt ein entsprechendes Spektrum für den Fall, daß die Modulation eine Amplitudenmodulation mit Restseitenband ist, wobei das Signal Q auf 5OO kHz begrenzt ist und das Signal I auf I.300 kHz, jeweils mit Restseitenbändern von 100 kHz. Dieses Spektrum ist während der Übertragung des mit Q modulierten Bezugsfarbträgers S_n dargestellt, wobei der Frequenzkanal I mit einer Breite von 6OO kHz von 4 MHz bis 4,6 MHz reicht und der Frequenzkanal II von 4,6 MHz bis 6 MHz.

Abschließend ist zu bemerken, daß es ohne weiteres gerechtfertigt ist, die hohen Frequenzen des Luminanzsignales in zwei aufeinanderfolgenden Zeilen zu verschmelzen, und zwar deswegen, weil diese Frequenzen - sofern sie im Spektrum gerade vorhanden sind - in 90 % der Zeit Vertikalen oder wenig gegen die Vertikale geneigten Bildkanten oder Rändern entsprechen, die sich vom Prinzip her über eine große Zahl von Zeilen wiederholen. Sobald die harten Übergänge oder Sprünge stärker gegen die Vertikale geneigt sind, führen sie zur Entstehung zunehmend niedrigerer Frequenzen, die als solche vollständig von Zeile zu Zeile übertragen werden und zwar mit der vollen Qualität des Zeilensprungverfahrens. - 9 -

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Naturgemäß wurde im Vorstehenden der Begriff "Bezugsfarbträger" in seiner gewöhnlichen Bedeutung zur Bezeichnung des modulierten Parbsignales verwendet, wodurch jedoch nicht der Fall ausgeschlossen wird, daß das vollständige Videosignal
videofrequent über Kabel ohne Träger übertragen wird.

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Claims

PATENTANWÄLTE

DIETRICH LGWiNSKY

H -iNZ-JOACHIM HUBEk

RFJNtR PRiETSCh ' 25-7.1975

MÖNCHEN 2 Ί 8377-IV/He

GOTTHARDSTR.Ö1

Thomson - CSF

Patentansprüche:

Parbfernsehübertragungssystem mit einem sendeseitigen Köder, der ein Videosignal liefert, das ein Luminanzsignal und zeilenfrequent abwechselnd einen ersten, mit einem ersten Farbartsignal modulierten Bezugsfärbtrager und einem zweiten, mit einem zweiten Farbartsignal modulierten Bezugsfarbträger umfaßt und mit einem entsprechenden, empfangsseitigen Dekoder, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Köder im oberen Teil des vollständigen Videofrequenzbandes zwei aneinander anschließende, getrennte Frequenzkanäle vorgesehen sind und daß zumindest ein erheblicher Teil des Spektrums des ersten, modulierten Bezugsfarbträgers in dem ersten Prequenzkanal und zumindest ein erheblicher Teil des Spektrums des zweiten, modulierten Bezugsfarbträgers in dem zweiten Frequenzkanal übertragen wird und daß das Luminanzsignal einer Filterung unterzogen wird, die je nachdem, ob gerade der erste oder der zweite Bezuhgsfarbträger übertragen werden, seinen im ersten oder im zweiten Frequenzkanal liegenden Anteil beseitigt.
2. Parbfernsehübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dekoder eine erste Filter- und Schaltanordnung umfaßt, die aus dem empfangenen Videosignal das Frequenzband desjenigen Frequenzkanals, aus dem die Luminanzanteile entfernt wurden, entfernt und ihr Ausgangssignal dem traten Eingang eines Addierers (19) zugeführt wird, dessen Ausgang das Luminanzsignal für die Bildröhre liefert, und daß ein Hochpaßfilter (26) vorgesehen ist, an dem das Videosignal anliegt und dessen Durchlaßbandbreite die Frequenzbänder beider Bezugsfarbträger überdeckt und

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das mit einer Verzögerungsleitung (27) verbunden ist, deren Verzögerung gleich der Dauer einer Zeile ist, und daß der Ausgang des Hochpaßfilters (26) und der Verzögerungsleitung (27) mit den Eingängen einer zweiten Filter- und Schaltanordnung verbunden sind, die an den zweiten Eingang des Addierers (19) abwechselnd die in dem einen oder dem anderen Frequenzkanal liegenden Anteile des Ausgangssignales der Verzögerungsleitung (17) abgibt, derart, daß der Addierer (19) ein vollständiges Luminanzsignal wieder herstellt, und die an einem ersten Farbausgang den ersten Bezugsfarbträger und an einem zweiten Farbausgang den zweiten Bezugsfarbträger abgibt.

Farbfernsehübertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Filter- und Schaltanordnung folgende Teile umfaßt:

- einen ersten Schalter 28, dessen einziger Eingang mit dem Ausgang der Verzögerungsleitung (27) verbunden ist und dessen beide Ausgänge mit zwei Filtern (29_S 30) verbunden sind, die die Frequenzbänder der beiden Frequenzkanäle ausfiltern und deren Ausgänge mit dem zweiten Eingang des Addierers (19) verbunden sind,

- einen zweiten Schalter (33) mit zwei Eingängen, von denen der eine mit dem Ausgang des Hochpaßfilters (26), der andere mit dem Ausgang der Verzögerungsleitung (27) verbunden ist und dessen einziger Ausgang ein Tiefpaßfilter (32) speist, dessen Ausgang den ersten Farbausgang darstellt

- und einen dritten Schalter (35) mit zwei Eingängen, von denen der eine mit dem Ausgang des Hochpaßfilters (26), der andere mit dem Ausgang der Verzögerungsleitung (27) verbunden ist, und dessen einziger Ausgang ein Hochpaßfilter (36) speist, dessen Ausgang den zweiten Farbausgang bildet.

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