DE3225160C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Bei der Farbfernsehsignal-Übertragung über Signalkanäle
beschränkter Übertragungskapazität wird häufig eine
sequentielle Übertragung der Farbdifferenz-Signalkomponenten
R-Y, B-Y vorgeschlagen, wobei die Periode T = ½ f H beträgt.
Luminanz- und Chrominanzsignale stehen in diesem Fall in einer
zeitmultiplexen Beziehung zueinander.
Meist wird in Anwendung der bekannten Verfahren eine
Auswahl derr Farbdifferenz-Signalkomponenten R-Y oder
B-Y mittels eines Schalters vorgenommen, dessen Schaltfrequenz
½ f H entspricht, wobei eine Reduktion des
Farbinformationsflusses stattfindet. Eine an sich erforderliche
Vorfilterung wird dabei nicht vorgenommen. Den bekannten
Verfahren ist weiterhin gemeinsam, daß auf der Wiedergabeseite
zur Rekonstruktion der vollen Farbinformation eine
Speichereinrichtung mit der Speicherkapazität der Information
einer Zeile - im 625-Zeilen-System entsprechend einer
Speicherdauer von T = 64 µs - zur Zeilenwiederholung vorhanden
ist sowie ein zweifacher Umschalter als Demultiplexer, der im
Rhythmus ½ f H betätigt wird und dessen Ausgangsklemmen die
rekonstruierten Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y abgeben.
Die halbzeilenfrequente Abtastung der
Farbdifferenz-Signal-Komponenten R-Y, B-Y führt jedoch neben
einer Reduktion der vertikalen Auflösung im Chrominanzbereich
zu Alias-Störungen, die als Artefakte zu betrachten sind und
eine fehlerfreie Rekonstruktion der Farbinformation verhindern.
Geht man bei einem 625-Zeilen-Farbfernsehsystem von 575
sichtbaren Zeilen aus, die einer Frequenz von 7,37 MHz in
vertikaler Richtung entsprechen, so führt die Unterabtastung zu
Ortsfrequenzen 3,68 MHz, oberhalb denen es zu einer
Alias-Strukturbildung kommt, sofern man zunächst eine
progressive Abtastung annimmt. Über das Zeilensprungverfahren
reduziert sich diese Frequenz nochmals um den Faktor 2, so daß
es bereits oberhalb von 1,8 MHz zu Alias- und Flackerstörungen
kommt. Daß diese Störungen über eine vertikalfrequente
Offset-Abtastung (2-V-Sequenz) in der Sichtbarkeit teilweise
verdeckt werden können, gilt nicht für den allgemeinen Fall des
kontinuierlich veränderlichen Bildinhaltes, bei dem die
Offset-Bedingung aufgehoben ist.
Es ist allgemein bekannt, beispielsweise aus dem Datenbuch
"Kameraröhren 1982 von VALVO, S. 337 für die Röhre XQ 1500, daß
die Modulations-Übertragungs-Frequenz moderner Aunahmeröhren
bei Frequenzen von ca. 1,8 MHz 80% und mehr der
Modulations-Übertragungs-Frequenz bei einer Frequenz von 0,5 MHz
beträgt, so daß diese zur Vorfilterung nicht geeignet sind
und daß die Amplituden in Abhängigkeit von der Vorlage jedoch
recht groß werden können. Eine Vorfilterung mit z. B.
Transversal-Filtern bringt nur teilweise Abhilfe und wird auch
häufig wegen des erforderlichen Schaltungsaufwandes eingespart.
Ferner ist aus der deutschen Zeitschrift "Internationale
elektronische Rundschau", 1969, Nr. 8, S. 197 bis 200, ein
Kammfilter für das PAL-Verfahren bekannt. Das aus einer
Verzögerungseinrichtung sowie einer Addier- und Subtrahierstufe
bestehende Kammfilter trennt die nach einem Interlace-Prinzip
verschachelten Frequenzlinien der Luminanz- und
Chrominanzanteile.
Weiter ist aus dem Buch von Bodo Morgenstern
"Farbfernsehtechnik", 1. Auflage, Stuttgart, Teubner-Verlag,
1977, S. 91 und 92 bekannt, Luminanz- und trägerfrequente
Chrominanzsignale derart in der Frequenz zu verkämmen, daß die
Farbträgerfrequenz ein ungeradzahliges Vielfaches der halben
Zeilenfrequenz ist und damit ein sogenannter Halbzeilenoffset
entsteht.
Schließlich ist aus dem Buch vonAthanasios Papoulis "Circuits
and Systems - A Modern Approach", 1. Auflage, New York, Holt,
Rinehart and Winston, Inc., 1980, S. 192 und 193, ein
nicht-rekursives FIR-Filter (finite-impulse-response) mit einer
transversalen Filterstruktur bekannt. Bekannte FIR-Filter
weisen ebenfalls einen kammförmigen Verlauf im Frequenzspektrum
des übertragenen Signals auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei
einem Verfahren der eingangs genannten Art die vertikale
Auflösung der Farbinformation eines Farbfernsehsignals zu
verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß ohne
Verlust von Signalinformation beide Farbdifferenzsignale
simultan übertragen werden können. Als weiterer Vorteil ist
anzusehen, daß eine Vorfilterung nicht erforderlich ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders
vorteilhaft ist, daß die Rekonstruktion der Signalkomponenten
bei der Wiedergabe mit Hilfe eines bekannten
Transversal-Filters erfolgen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 als Blockschaltbild beispielhaft eine Schaltungs
anordnung zur Durchführung eines bekannten Ver
fahrens;
Fig. 2 als Blockschaltbild eine erfindungsgemäße Schal
tungsanordnung;
Fig. 3 Frequenzspektren der ursprünglichen und der modi
fizierten Farbdifferenz-Signalkomponenten zur Er
läuterung der Erfindung;
Fig. 4 schematisch eine Filteranordnung zur Wiedergewin
nung der ursprünglichen Farbdifferenz-Signalkompo
nenten.
In Fig. 1 werden die eingehenden Signale R, G, B in der
Matrixschaltung 1 einer Matrizierung unterworfen, wo
durch am Ausgang das Leuchtdichtesignal Y und die Farb
differenz-Signalkomponenten R-Y und B-Y entstehen. Im
vorliegenden Fall wird das Leuchtdichtesignal Y in einer
Spur des Magnetbandes in dem Video-Magnetbandaufzeich
nungsgerät 2 direkt aufgezeichnet, während die Farb
differenz-Signalkomponenten R-Y, B-Y den beiden Kon
takten eines Umschalters 3 zugeführt werden, der mit
der Frequenz ½ f H geschaltet wird. Am Umschaltkon
takt des Schalters 3 liegen daher abwechselnd die
Farbdifferenz-Signalkomponente R-Y einer Zeile und
anschließend die Komponente B-Y der folgenden Zeile an,
welche in dieser Form in einer zweiten Spur oder einem
zweiten Aufzeichnungsgerät des Magnetbandgerätes 2 auf
gezeichnet werden.
Bei der Wiedergabe der auf dem Magnetband aufgezeich
neten Farbbild-Signalanteile werden die seriell vor
liegenden Farbdifferenz-Signalkomponenten einmal über
eine Verzögerungsanordnung 4 mit einer Verzögerungszeit
τ entsprechend einer Zeilenlänge und zum anderen den bei
den Außenkontakten eines zweipoligen Umschalters 5 zuge
führt, welcher mit einer Schaltfrequenz von ½ f H ar
beitet. Infolgedessen stehen an den beiden Mittelkontakten
des Umschalters 5 einmal die Farbdifferenz-Signalkomponente
R-Y und am zweiten Kontakt die Farbdifferenz-Signalkompo
nente B-Y ständig an, wobei jedoch der Informationsinhalt
sich nur nach jeder zweiten Zeile ändert. Beide Farbart
signalkomponenten werden einer Dematrizierschaltung 6
zugeleitet. Das Leuchtdichtesignal Y, das vom anderen Auf
zeichnungsgerät des Magnetbandgerätes 2 wiedergewonnen
wird, wird zum Ausgleich der durch die Verzögerungsan
ordnung 4 hervorgerufenen Laufzeitdifferenz ebenfalls
einer Verzögerungsanordnung 7 mit der Verzögerungszeit τ
von einer Zeile zugeführt und von dort dem dritten Ein
gang der Dematrizierschaltung 6 zugeleitet. Am Ausgang
der Dematrizierschaltung 6 stehen die Ursprungssignale
R, G, B zur Verfügung. Ein Nachteil des bekannten Ver
fahrens zur Aufzeichnung von Farbfernsehsignalen in
wenigstens zwei schmalbandigen Aufzeichnungskanälen
ist die gegenüber den Ursprungssignalen vorhandene
geringere Auflösung in vertikaler Richtung bei der
Wiedergabe.
In der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Farbbild-
Signalkomponenten R, G, B ebenfalls einer Matrizier
schaltung 21 zur Bildung des Leuchtdichtesignals Y
und der beiden Farbdifferenz-Signalkomponenten R-Y
und B-Y zugeführt. Das Leuchtdichtesignal Y wird
in bekannter Weise in einem Aufzeichnungskanal des
Magnetbandgerätes 22 direkt aufgezeichnet, während
die Farbdifferenz-Signalkomponenten R-Y und B-Y
simultan in dem zweiten Aufzeichnungskanal aufgezeichnet
werden. Hierzu wird eines der beiden Farbdifferenzsignale
- im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Komponente R-Y -
in einer Modulationsstufe 23 einer Modulation mit einer
Umpolfunktion g (t) unterworfen, wobei für die zeitliche
Folge
f (t) = 1, g (t + T H) = -1, g (t)² = 1
und
g (t) = 1 im Intervall 0 < t < T H
und
g (t + T H) = -1 im Intervall T H < t < 2 T H
gilt.
Die beiden Farbart-Signalkomponenten stehen danach im
Basisband spektral im Halbzeilenoffset zueinander. Nach
Linear-Kombination in der Addierstufe 24 entspricht die
Amplitudenkonfiguration einer zeilenweise Folge
U + g (t) V
und
U + g (t + T H) V, entsprechend U + V, U - V.
Die vorstehenden Zusammenhänge seien anhand der schema
tisch dargestellten Frequenzspektren in Fig. 3 näher
erläutert. Fig. 3a stellt das Frequenzspektrum der
Farbdifferenz-Signalkomponente B-Y in der Ursprungslage
dar, während Fig. 3b das Frequenzspektrum des dazu gegen
phasigen modifizierten Signalanteils R-Y gemäß der
Funktion g (t) (R-Y) darstellt. Nach Summation stehen
am Ausgang der Summierstufe 24 die beiden Farbartsignal
komponenten frequenzverschachtelt entsprechend der Funktion
(B-Y) + g (t) (R-Y) zur Verfügung und werden in den
zweiten Aufzeichnungskanal des Magnetbandgerätes 22
simultan aufgezeichnet (Fig. 3c).
Schaltungsmaßnahmen zur frequenzverschachtelten Aufzeich
nung von Farbbild-Signalkomponenten auf Magnetband sind
an sich bekannt, beispielsweise aus der CH-PS 5 89 989.
Die Rekonstruktion der simultan aufgezeichneten Farbild-
Signalkomponenten kann bei der Wiedergabe mit Hilfe eines
bekannten Transversalfilters erfolgen. Derartige Filter
sind unter dem Namen Kammfilter allgemein gebräuchlich.
Hierbei wird die Signalfolge U + g (t) V, U + g (t + T H) V
entsprechend U + g (t) V, U + g (t + T H) V einer Verzö
gerungseinrichtung mit der Verzögerungsdauer τ entsprechend
einer Zeilendauer zugeführt, deren Ausgangsklemme mit einem
Summier- sowie einem Subtraktionsknoten verbunden sind,
denen jeweils auch das unverzögerte Signal zugeführt
wird. In Fig. 2 ist die Verzögerungseinrichtung mit 25,
der Summierknoten mit 26 und der Subtrahierknoten mit
27 bezeichnet. Zur Normierung der an den Ausgängen des
Summier- bzw. Subtrahierknotens vorliegenden Summensi
gnale werden diese in den Reduzierstufen 28, 29 im Pe
gel halbiert. Zur Elimenierung des am Ausgang des Sub
trahierknotens noch vorhandenen Halbzeilenoffsets wird
das Signal vom Ausgang des Subtrahierknotens nach Pegel
reduktion in der Stufe 28 einem Modulator 30 zugeleitet,
der analog dem Modulator 23 mit der Frequenz ½ f H
moduliert. Zum Ausgleich der Laufzeitdifferenzen zwischen
dem Leuchtdichtesignal Y, das in einem getrennten Kanal
aufgezeichnet war, und den Farbdifferenz-Signalkomponenten
R-Y, B-Y wird das Leuchtdichtesignal in der Verzögerungs
einrichtung 31 einer Verzögerung von der Dauer einer
Fernsehzeile unterworfen. In der Dematrizierschaltung
32 werden die Ursprungssignal R, G, B wiedergewonnen.
In Fig. 4 ist die Verzögerungseinrichtung 25 sowie der
Summierknoten 26 und der Subtrahierknoten 27 vergrößert
dargestellt. Es ist bekannt, daß an den Ausgangsklemmen
des Summier- und des Subtrahierknotens 26, 27 die Signale
getrennt erscheinen, da der Amplitudenfrequenzgang des
Summierknotens
sowie des Subtrahierknotens
beträgt.
Das bedeutet, daß im ersten Fall die Spektralanteile ge
sperrt werden, die im Halbzeilenoffset zur Horizontal
frequenz stehen (ungeradzahlige Vielfache der halben
Zeilenfrequenz, (2n - 1) f H/2) und die Anteile mit Null
offset (n · f H) hindurchgelassen werden, während im zweiten
Fall die Verhältnisse vertauscht sind.
Das an dem Subtraktionsknoten 27 auftretende Signal ist
zur vollen Rekonstruktion mit dem Faktor g (t) bzw.
g (t + T H) zu multiplizieren, wodurch das ursprüngliche
Signal wegen g (t)² = 1 bis auf
den Faktor 2 zurückgewonnen wird. Dieser Faktor 2 wird,
wie bereits beschrieben, in den Stufen 28, 29 elimeniert.
Aufgrund der reduzierten Rauschbandbreite eines Transversal
filters ergibt sich zusätzlich theoretisch ein Störabstands
gewinn von 3 dB.
Zur Synchronisation der Schaltphase der Stufen 23 bzw. 30
ist ein Zusatzzeichen erforderlich, damit die Rekonstruktion
fehlerfrei erzielbar ist. Hierzu wird vorteilhaft ein zu
sätzlicher Kennimpuls jeweils einem der Farbdifferenz-
Signale vor der Verarbeitung zugemischt, der eine Periode
von f H/2 über eine Dauer von zwei Teilbildern besitzt
und dann zurückgesetzt wird, so daß eine 2 V-Periode ent
steht. Es ist auch denkbar, den Vertikal-Synchronimpuls
in Y-Signal nach dem ersten oder zweiten Teilbild, der
ebenfalls eine 2 V-Periode besitzt, auszuwerten.
Claims (7)
1. Verfahren zur Aufzeichnung oder Übertragung von
Farbfernsehsignalen in bandbreiten-begrenzten Kanälen, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Simultan-Übertragung zweier
Farbdifferenzsignale im Basisband über einen gemeinsamen Kanal
vorgenommen wird, wobei eines der Farbdifferenzsignale zu dem
anderen in eine Halbzeilen-Offset-Lage gebracht worden ist und
daß diese Halbzeilen-Offset-Lage nach der Übertragung sowie
nach der spektralen Trennung der beiden Signale wieder
aufgehoben und das Luminanzsignal über einen zweiten Kanal
übertragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Kennzeichnung eines Schaltzustandes eines Farbdifferenzsignales
eine Zusatzinformation mit Halbzeilen-Periode in der
horizontalen Austastlücke eingefügt wird und dieses Signal
einen Gleich- oder Wechselspannungsimpuls (Burst) geeigneter
Größe darstellt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zusatzinformation aus den Vertikal-Synchronimpulsen abgeleitet
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für
die erste Zeile der ungeraden Teilbilder eine Funktion von
g (t) = 1für die Offset-Lage festgelegt wird und daß für die ersten
Zeilen der geraden Teilbilder eine Funktion vong (t) = -1für die Offset-Lage festgelegt wird.
5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein
Video-Magnetbandgerät (22), dem zur Aufzeichnung in einem Kanal
das Leuchtdichtesignal Y und die Farbdifferenzsignale B-Y und
R-Y zur Aufzeichnung im zweiten Kanal zugeführt werden, nachdem
eines der Farbdifferenzsignale einem Halbzeilenoffset
unterworfen wurde.
6. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei
der Wiedergabe die simultan aufgezeichneten
Farbdifferenzsignale mittels eines Transversal-Filters
(25, 26, 27) getrennt, in der Amplitude normiert (28, 29) und
das Signal am Ausgang eines Subtrahierknotens (27) des
Transversal-Filters (25, 26, 27) einem erneuten
Halbzeilenoffset unterworfen wird.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet
durch eine Matrixschaltung (21) der die Farbbildsignalanteile
R, G, B zugeführt werden, durch ein Magnetbandgerät (22) zur
zweikanaligen Aufzeichnung des Leuchtdichtesignals Y und
simultan der Farbdifferenz-Signalkomponenten, durch eine
Modulationsschaltung (23) an einem zweiten Ausgang zur
Modulation der Farbdifferenz-Signalkomponente R-Y, durch ein
Summierglied (24) zur Summierung des Farbdifferenzsignals B-Y
und des modulierten Farbdifferenzsignals R-Y, durch eine
Verzögerungseinrichtung (31) am Ausgang des Y-Kanals des
Magnetbandgerätes (22), durch eine zweite
Verzögerungseinrichtung (25) am Ausgang des zweiten
Aufzeichnungskanals für die Simultan-Aufzeichnung der
Farbdifferenz-Signalkomponenten, durch ein Summierglied (26),
dem die Signale unverzögert vom Eingang der
Verzögerungseinrichtung (25) und verzögert vom Ausgang der
Verzögerungseinrichtung (25) zugeführt werden, durch ein
Subtraktionsglied (27), dem die Signale ebenfalls einmal
verzögert und einmal unverzögert vom Aus- bzw. Eingang der
Verzögerungseinrichtung (25) zugeführt werden, durch
Normierungsstufen (28, 29) an jedem Ausgang der Summier- bzw.
Subtrahierstufe (26, 27), durch eine Modulationsstufe (30) am
Ausgang der der Subtrahierstufe (27) nachgeschalteten
Normierstufe (28) und durch eine Dematrizierschaltung (32),
welcher die Farbbild-Signalkomponenten Y, R-Y, B-Y zugeführt
werden und an deren Ausgängen die Ursprungssignale R, G, B
anstehen.
Priority Applications (2)
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DE19823225160 DE3225160A1 (de) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | Verfahren und schaltungsanordnung zur aufzeichnung von farbfernsehsignalen in bandbreiten-begrenzten kanaelen |
JP58117193A JPS5913483A (ja) | 1982-07-06 | 1983-06-30 | カラーテレビジョン信号の記録/再生ないし伝送装置 |
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Publications (2)
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DE3225160C2 true DE3225160C2 (de) | 1989-09-07 |
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ID=6167702
Family Applications (1)
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Country Status (2)
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1982
- 1982-07-06 DE DE19823225160 patent/DE3225160A1/de active Granted
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1983
- 1983-06-30 JP JP58117193A patent/JPS5913483A/ja active Granted
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Publication number | Publication date |
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JPS5913483A (ja) | 1984-01-24 |
JPH0432596B2 (de) | 1992-05-29 |
DE3225160A1 (de) | 1984-01-12 |
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