DE3121847C2

DE3121847C2 - Verfahren zur Übertragung und/oder Speicherung digital codierter Farbfernsehsignale

Info

Publication number: DE3121847C2
Application number: DE3121847A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.Ing. 6110 Dieburg Sochor
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1981-06-02
Filing date: 1981-06-02
Publication date: 1987-04-16
Also published as: DE3121847A1; JPH0328878B2; JPS57210789A; US4491861A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Übertragung bzw. Speicherung digital codierter Farbfernsehsignale nach getrennter Codierung mittels einer zweikanaligen Übertragungsstrecke geringerer Übertragungsbandbreite vorgeschlagen. Dabei wird das Helligkeitssignal Y, wie an sich bekannt, mit doppelt so hoher Frequenz abgetastet wie die Komponenten U und V des Farbartsignals. Die Verteilung der Komponenten Y, U und V auf die beiden Übertragungskanäle erfolgt derart, daß sie in jeweils gleicher Häufigkeit auftreten, benachbarte Digitalwerte mit dem Inhalt der Helligkeitsinformation Y in verschiedenen Kanälen, zusammengehörige Werte für U und V im gleichen Kanal, aufeinanderfolgende Wortpaare mit U und V in jeweils verschiedenen Kanälen übertragen werden. Die absolute Reihenfolge der Digitalwerte mit den Werten Y, U und V kann in beiden Kanälen gleich sein.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Übertragung digital codierter Farbfernsehsignale nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solches Verfahren zur digitalen Übertragung des PAL-Signals ist aus der DE-OS 29 17 975 bekannt. Dort wird durch Tiefpaßfilterung das PAL-FBAS- Signal frequenzmäßig in das Leuchtdichtesignal und das Chrominanzsignal mit den höherfrequenten Anteilen des Leuchtdichtesignals aufgeteilt. Danach wird das Chrominanzsignal in einem Synchrondemodulator mit einem phasenverschobenen Farbträgerzusatz demoduliert. Das so entstehende Basisbandsignal -U - V bzw. -U + V wird vom Leuchtdichtesignal getrennt codiert und dabei mit einer halb so großen Abtastfrequenz abgetastet wie das Leuchtdichtesignal Y. Beide codierten Signale werden anschließend in Kanälen unterschiedlicher Übertragungsbandbreite digital übertragen.
Aus der DE-AS 25 58 971 ist bereits ein Verfahren zur Aufbereitung von PAL-Farbsignalen für die digitale Übertragung bzw. Verarbeitung bekannt, bei dem analoge Farbfernsehsignale der PAL-Norm empfangen und durch Abtastung digitalisiert werden, wobei aus den zwei Farbdifferenzsignalen U und V abwechselnd die Summe U + V und U - V gebildet und in aufeinanderfolgenden Fernsehzeilen übertragen werden. Dabei können die Farbartsignale U + V und U - V zeitlich parallel zum Leuchtdichtesignal Y verarbeitet werden und das Leuchtdichtesignal Y mit zweifacher PAL- Bezugsfarbträgerfrequenz abgetastet werden, während die Abtastfrequenz zur Digitalisierung der Farbartsignale der PAL-Bezugsfarbträgerfrequenz entspricht. Ein Nachteil des bekannten Übertragungsverfahrens ist die Notwendigkeit von Verzögerungseinrichtungen zur Summen- bzw. Differenzbildung der Farbartsignale und zur Trennung in die Farbartsignale U und V nach der Übertragung. Ein weiterer Nachteil ist die Übertragung des Leuchtdichtesignals Y in einem Kanal und die parallele Verarbeitung der kombinierten Farbartsignale in einem zweiten Übertragungskanal. Im Falle einer Störung in einem Kanal geht entweder die Leuchtdichteinformation oder die Farbinformation für einen bestimmten Zeitraum verloren, was zu deutlich sichtbaren Störungen im wiedergegebenen Bild führt.
Aus der GB-PS 15 18 126 ist weiterhin ein Verfahren zur Speicherung digitaler Farbfernsehsignale mit einer Helligkeitssignalkomponente und zwei Farbdifferenzsignalkomponenten bekannt. Die beiden Farbartkomponenten werden in verschiedene Speicher eingegeben und aus den Digitalworten, welche den Inhalt dieser Speicher darstellen und das Farbartsignal liefern, und dem Inhalt eines weiteren Speichers, welcher in digitaler Form die Helligkeitsinformation enthält, werden modifizierte Zeilen gebildet, welche abwechselnd in einer Zeile die Y- und I-Komponente und in der darauffolgenden Zeile die Y- und Q-Komponente enthalten. Ein Nachteil dieses bekannten Systems ist, daß infolge der einkanaligen Aufzeichnung die I- und Q-Komponente nur jeweils zeilenweise aufeinanderfolgen und im Falle einer Störung nur einer der Komponenten diese nicht zu dem gewünschten Farbartsignal rekombiniert werden können.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die besondere Verteilung der digitalcodierten Signale für die Helligkeit und die Farbart auf zwei Kanäle in jedem der beiden Kanäle ein Signal der anderen hierarchischen Familie verfügbar ist. Das bedeutet, daß bei vollkommenem Ausfall eines Kanals (Störung durch Drop- Out oder Signalfehler, Slow-Motion über mehrere Spuren) wenigstens Auszugsweise das Signal der niedrigeren hierarchischen Familie vorhanden ist und unter Hinnahme einer Qualitätsverschlechterung das vollständige Signal ersetzen kann. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die beschriebenen Vorzüge lediglich durch die besondere geometrische Verteilung der Signale auf die beiden Kanäle eintreten, ohne daß notwendigerweise eine Erhöhung der zu übertragenden Gesamtbitrate erforderlich ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 schematisch das Prinzip der Datenverteilung auf zwei Kanäle,
Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Aufzeichnung,
Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur Wiedergabe der nach dem erfindungsgemäßen Prinzip gespeicherten Datensignale.

Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 ist mit 0 die Eingangsstrecke eines Magnetbandgerätes oder eine Übertragungsstrecke mit den beiden Übertragungskanälen 1 und 2 bezeichnet. Die Eingangsstrecke 0 empfängt Farbfernsehinformation in digital codierter Form mit der Sequenz Y, U, Y, V, Y. . . , wobei die Abtastfrequenzen der Helligkeitsinformation Y und die der Farbartkomponenten U und V im Verhältnis 4 : 2 : 2 stehen.
Die Aufteilung der breitbandigen Eingangssignale auf die zwei schmalbandigen Speicher- bzw. Übertragungskanäle erfolgt nach dem Wesen der Erfindung so, daß in möglichst dichter Folge in jedem Kanal die Helligkeitsinformation Y und zwei zusammengehörige Farbartkomponenten U und V zur Verfügung stehen. Die Abtastraten in den beiden gleichwertigen Kanälen 1, 2 sind gegenüber der Abtastrate im Eingangskanal um die Hälfte niedriger, was durch das Zahlenverhältnis 2 : 1 : 1 angedeutet sein soll. Er ergibt sich dadurch bei dem gezeigten Beispiel einer Verteilung der Information auf die beiden gleichwertigen Kanäle 2, 3 ergibt sich in einem Kanal die Sequenz Y, Y, U, V, Y, Y . . . und im anderen Kanal die Sequenz U, Y, V, Y, U, Y, V. . . . Beide Kanäle sind hinsichtlich ihrer Übertragungsbandbreite gleichmäßig genutzt, benachbarte Helligkeitsinformationen des Eingangskanals sind abwechselnd jeweils auf die beiden Übertragungskanäle verteilt, Informationen über Komponenten des Farbartsignals stehen paarweise zusammengefaßt ebenfalls in verschiedenen Kanälen.
Durch Anordnung eines Lesespeichers mit wahlfreiem Zugriff oder ähnliche Schaltungselemente in einem oder in beiden Übertragungskanälen können die Sequenzen der Helligkeits- und der Farbinformation einander angeglichen werden, falls dies notwendig oder wünschenswert erscheint. Beispielsweise kann im Kanal 1 durch Tausch der Farbinformationskomponente U mit der benachbarten Helligkeitsinformation Y eine der dem Kanal 2 entsprechenden Sequenz erzielt werden.
In der Aufzeichnungsanordnung nach Fig. 2 wird das in 8-Bit-paralleler Form mit einer Bitrate von 192 Mbit pro Sekunde am Eingang 21 anstehende Signal zunächst einem Pufferspeicher 22 zugeführt, in dem die Reihenfolge der hintereinanderfolgenden 8-Bit- Worte nach einem bestimmten Verteilungsmuster so geändert wird, daß längere Signalausfälle (drop- outs) keine zusammenhängende Störung hervorrufen können (Shuffling). Im anschließenden Codierer 23 erfolgt die Umcodierung von einem 8-Bit-Code auf einen 10-Bit-Code, wobei gleichzeitig Fehlerschutzmaßnahmen durch Einfügen von Paritäts-Bits durchgeführt werden. Mit der schematisch angedeuteten Schalteinrichtung 24 werden die Informationen in 10-Bit-paralleler Form auf die beiden Kanäle 1 und 2 entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Reihenfolge verteilt. In den Parallel-Serien-Wandlern 25, 26 erfolgt die Umwandlung der Information in die serielle Form, welche nach Verstärkung in den Verstärkern 27, 28 den Magnetköpfen 29, 30 des ersten Kanals und nach Verstärkung in den Verstärkern 31, 32 den Magnetköpfen 33, 34 des zweiten Kanals zugeführt und dort aufgezeichnet werden.
Entsprechend werden in der Wiedergabeanordnung gemäß Fig. 3 die von den Magnetköpfen 29, 30 des Kanals 1in den Wiedergabeverstärkern 40, 41 verstärkt, mittels der Entzerrernetzwerke 42, 43 entzerrt und mittels der Regeneratoren 44, 45 die Taktsignale wiedergewonnen. Das Schaltelement 46 schaltet die Signale von den beiden zum Wiedergabekanal 1 gehörenden Magnetköpfen 29, 30 abwechselnd mit der weiteren Wiedergabeanordnung zusammen, und zwar so, daß jeweils der Signalweg durchgeschaltet ist, dessen Kopf mit dem Magnetband in Berührung steht. Vom Ausgang des Schalters 46 wird der serielle Bitstrom dem Serien-Parallel- Wandler 47 zugeführt, an dessen Ausgang dann ein 10-Bit- paralleles Signal mit einer Bitrate von 100 Mbit pro Sekunde ansteht.
In gleicher Weise werden die Signale der Magnetköpfe 33, 34 des Wiedergabekanals 2 in den Wiedergabeverstärkern 50, 51 verstärkt, in den Entzerrern 52, 53 entzerrt und der Takt in den Regeneratoren 54, 55 wiedergewonnen. Der Schalter 56 faßt die abwechselnd von den Magnetköpfen 33, 34 anfallenden Signale zusammen, die nach Serien-Parallel-Wandlung im Serien-Parallel-Wandler 57 als Datenstrom mit einer Bitrate von 100 Mbit pro Sekunde an dessen Ausgang ansteht.
Die beiden 10-Bit-parallelen Datenströme an den Ausgängen der Serien-Parallel-Wandler 47, 57 werden mit einer Abtastrate, welche doppelt so hoch wie die Abtastrate der einzelnen Kanäle ist, in diesem Fall 200 Mbit/Sekunde, zusammengefaßt und im Kanaldecoder 60, welche auch die Fehlerkennungsschaltung 60 beinhaltet, gewandelt. In der Speichereinrichtung 61 erfolgt die Rückverteilung der Informationsbits entsprechend dem Ursprungssignal, so daß die Reihenfolge der 8-Bit-Worte in ursprünglicher Form wiederhergestellt wird. Schließlich werden in der Schaltungseinrichtung 62 die von der Fehlererkennungsschaltung 60 im wiedergegebenen Datenstrom erkannten Fehler beseitigt oder verdeckt, so daß am Ausgang 63 ein von Übertragungsfehlern weitgehend freies digitales Farbfernsehsignal für die weitere Verarbeitung zur Verfügung steht.

Claims

1. Verfahren zur Übertragung und/oder Speicherung digital codierter Farbfernsehsignale nach getrennter Codierung mittels einer zweikanaligen Übertragungsstrecke von geringerer Übertragungsbandbreite, dadurch gekennzeichnet, daß das Helligkeitssignal mit doppelt so hoher Abtastfrequenz abgetastet wird wie die Komponenten U, V des Farbartsignals,
daß die Komponenten Y, U, V jeweils mit gleicher Häufigkeit auf die beiden Kanäle in der Weise verteilt werden,
daß benachbarte Digitalworte mit dem Inhalt der Helligkeitsinformation Y in jeweils verschiedenen Kanälen,
zusammengehörende Digitalworte mit dem Inhalt der Farbartkomponenten U und V im jeweils gleichen Kanal,
benachbarte Wortpaare mit dem aus den U und V -Komponenten gebildeten Information der Farbart in jeweils verschiedenen Kanälen untergebracht sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der Digitalworte für die Helligkeitsinformation Y und die Farbartkomponenten U und V in beiden Teilkanälen gleich sind.