DE3306328A1 - Kompatibles fernsehsystem mit erhoehtem aufloesungsvermoegen - Google Patents

Description

RCA 77 688 Ks/Ri

U.S. Serial Nos. ^52,001/424,232

Filed: February 24/September 27, 19P2

RGA Corporation
New York, N.Y., V.St.v.A.

Kompatibles Fernsehsystem mit erhöhtem Auflösungsvermögen

Die Erfindung betrifft die Bildauflösung beim Fernsehen und kann z.B. für ein Fernsehsystem angewendet werden, welches sowohl in Horizontalrichtung als auch in Vertikalrichtung eine höhere Auflösung hat als die meisten Standardsysteme normalen Auflösungsvermögens, und welches mit solchen Standardsystemen kompatibel ist. Als Beispiel wird die Erfindung im Zusammenhang mit einem hochauflösenden Fernsehsystem beschrieben.

Beim Fernsehen der NTSC-Norm werden 525 Zeilen je VoIlbild in Form zweier aufeinanderfolgender Teilbilder von jeweils 262·* Zeilen abgetastet. Die Zeilen jedes Teilbildes sind mit den Zeilen benachbarter Teilbilder ineinander verflochten, und das Auge integriert diese verflochtenen Zeilen, um den Effekt des 60-Hz-Teilbildflimmerns zu verringern. Trotzdem ist unter gewissen Umständen die vertikale Zeilenstruktur noch sichtbar, insbesondere wenn das Bild auf einem großen Fernsehschirm wiedergegeben wird und man es aus relativ geringer Entfernung betrachtet. Dieses Problem ist noch schwerwiegender bei supergroßen Bildern, wie sie mit Fernsenprojektionsanla-

-ιοί gen erzeugt werden. Der eigentliche Vorteil solcher supergroßen Bilder, der darin besteht, dem Zuschauer einen Eindruck zu vermitteln, als wäre er von der abgebildeten ßzene umgeben, wird aber wiederum dadurch geschmälert, daß der Benutzer genügend weit vom Bild entfernt sein muß, um die Zeilenstruktur zu integrieren.

Ein Beispiel für ein kompatibles Fernsehsystem erhöhten Auflösungsvermögens ist in der Patentanmeldung P 3228597·?

beschrieben. Bei diesem hochauflösenden System wird die Sichtbarkeit der vertikalen Zeilenstruktur in einer mit normalauflösendem NTSC- oder PAL-Fernsehen kompatiblen Weise dadurch vermindert, daß man eine Kamera verwendet, die für jede Standardzeile ,jeweils zwei Zeilen erzeugt (z.B. 1050 statt 525 Zeilen je Vollbild), und daß man getrennte Signale für die Summen und für die Differenzen der Bildpunkte benachbarter Rasterzeilen bildet und das Summensignal als kompatibles Signal überträgt, zusammen mit dem Differenzsignal, das getrennt oder verborgen innerhalb eines Farbfernsehsignalgemischs übermitteis werden kann. Bei diesem Prinzip wird die vertikale Auflösung durch Vergrößerung der Zeilenzahl erhöht, wodurch es möglich wird, ein supergroßes Bild aus näherem Abstand zu betrachten, ohne die vertikale Zeilenstruktur zu erkennen.

P5 Bei einem solchen System erhöht sich die vertikale Auflösung der Leuchtdichte und der Farbart auf etwa 1000 Zeilen, während die horizontale Auflösung, die durch die Leuchtdichte-Bandbreite bestimmt ist, bei etwa 330 Fernsehzeilen bleibt. Somit wird die horizontale Auflösung zu einem begrenzenden Faktor für die Nähe zwischen dem Betrachter und einem supergroßen Bild, nachdem es erreicht ist, die vertikale Zeilenstruktur unsichtbar zu machen.

7,5 Bereits vorgeschlagene und auch gebaute Fernsehsysteme für besonders hohe Auflösung haben Bandbreiten in der Größe von 20 MHz, um eine genügende Auflösung in Horizon-

- 11 -

- 11 -

talrjchtung zu bringen. Es wurde bisher angenommen, daß eine hohe Iiorizontalauflösung in der Größenordnung von 500 Fernsehzeilen unvereinbar mit herkömmlichen NTSC- oder PAL-Systemen ist und daß eine so hohe Auflösung nur über Kanäle großer Bandbreite (mehr als 6 MHz beim NTSC-System) an Empfänger übertragen werden könnte. Vorschläge für einen entsprechenden Fernsehdienst haben sich daher hauptsächlich auf Direkt-Satellitenfunk oder Kabelfernsehen konzentriert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine übertragung von Färbfernsehsignal en in einem Format zu ermöglichen, welches einerseits kompatibel mit einem Empfänger bestimmten Auflösungsvermögens ist, so daß der Betrieb eines solchen Empfängers nicht ernsthaft beeinträchtigt wird, und bei welchem andererseits innerhalb des Signals, unter Einhaltung der gleichen Ban dbr ei ten?· en ζ en , genug Information enthalten ist, um es einem Spezial empfänger zu erlauben, ein Bild mit erhöhter vertikaler und horizontaler Auflösung zu rekonstruieren.

Anordnungen, die gemäß der Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe beitragen, sind in den Patentansprüchen 1, 2, 14, 17, 1B und 20 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen 25" sind in jeweiligen UnteranSprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Figuren 1 und 2 zeilen vertikale bzw. horizontale Linien oder Zeilen eines Rasters;

Fig. 3 zeigt die optischen Teile einer Farbfernsehkamera;

Fig. 4 zeigt eine Bildaufnahmeröhre (Vidikon) und Schaltungsanordnungen für die Kamera;

Figuren 5a, 5b, 6a und 6b zeigen im Detail das Abtastmuster der Kamera nach Fig. 4 oder hochauflösenden Bildwiedergaberöhre;

S Fig. 7 ist ein symbolisches Blockdiagramm eines kompatiblen Fernsehsystems;

Figuren 8 und 9 sind vereinfachte Blockschaltbilder von Fernsehmonitoren;

Fig. 10 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild eines kompatiblen hochauflösenden Fernsehsystems;

Figuren 11a bis 11c sind Blockschaltbilder von Teilen eines hochauflösenden Videocodierers und einer Sendeanordnung;

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild eines hochauflösenden Empfängers für kompatible Fernsehsignale, die mit Hilfe der Anordnungen nach den Figuren 11a bis 11c codiert und gesendet sind;

Figuren 1?a und 1^b zeigen schematisch Abtastmuster, wie sie mit im einzelnen beschriebenen Methoden erzeugt werden;

Figuren 14-a und 14-b veranschaulichen nähere Einzelheiten von Abtastmustern;

Fig. 15 zeigt das Schema einer Kamera und von Schaltungsanordnungen, die gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 4· modifiziert sind;

Fig. 16 zeigt, teilweise in Blockform, einen hochauflösenden Videocodierer;

Figuren 17a und 17b veranschaulichen in Einzelheiten ei-

_ Λ "Λ —

nen hochauflösenden Raster, der linear abgetastet wird;

Fig. 18 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Codierers nach Fig. 16;

Fig. 19 zeigt eine Ausführungsform des in der Anordnung nach Fig. 16 enthaltenen Übertragungsgliedes für abwechselnde Abtastwerte;
10

Fig. 20 ist ein vereinfachtes Blockdiagranrni eines progressiv abgetasteten Fernsehmonitors;

Fig. 21 zeigt in Blockform einen hochauflösenden Fernsehempfänger, der Zeil enspeieher verwendet.

• Nachfolgend wird die Erfindung als Beispiel anhand des NTSC-Systems erläutert.

Der in Fig. 1 dargestellte Raster hat ein Seitenverhältnis, bei welchem die Höhe drei Längeneinheiten und die Breite vier Längeneinheiten beträgt. Dieser Raster wird in der üblichen Weise durch aufeinanderfolgende Horizontalzeilen (nicht dargestellt) abgetastet. Auf dem Raster werden abwechselnd helle und dunkle vertikale Linien dargestellt. Die hellen und dunklen Linien stehen in Relation zur Frequenz des verarbeiteten Signals. Die Horizontalabtastperiode beim IITSC-Fernsehen beträgt 63,5 Mikrosekunden, von denen etwa 10 Mikrosekunden für den Horizontalrücklauf und die Horizontalaustastung verwendet werden, so daß ungefähr 53 Mikrosekunden als Dauer für die aktive Zeilenabtastung bleiben. Die abwechselnden hellen und dunklen Linien auf dem Raster der Fig. 1 erfordern positiv und negativ gerichtete Signalausschläge, deren Folgefrecmenz durch die Anzahl und den gegenseitigen räumlichen Abstand der Linien des abzubildenden Objekts bestimmt ist. Wenn die Leuchtdichtebandbreite des Fernsehsignals wie in Empfängern üblich,effektiv etwa

4 MHz beträft, dann wird das höchstfrequente Signal, welches den Kanal noch durchlaufen kann, eine volle Periode (ein positiver und ein negativer Aus sch Tr·;;: der Leuchtdichte) von 1/4 AJs haben. Somit können in 53 MikroSekunden (d.h. während der Dauer des aktiven Teils einer Horizontal zeile) ungefähr 220 vollständige Perioden auftreten. Daher können in einer iiorizontalzeile 220 schwarze und ??0 weiße Linien erscheinen, insgesamt also 440 Fernsehlinien in einer vollständigen Horizontalabtastung. Gemäß der üblichen Praxis beim Fernsehen muß ,iedoch die Horizontalauflösung mit dem Faktor V4 multipliziert werden, um die sogenannte Standardauflösung zu bestimmen (d.h. die Auflösung, die man erhalten würde, wenn der Raster ouadratisch wäre und eine Breite gleich der Höhe hätte). Somit beträgt die Horizontalauflösung für eine Bandbreite von 4 MHz etwa 330 Linien oder etwa 80 Linien pro MHz. Bei diesem Kriterium beträgt die Auflösung in der Horizontalrichtung für eine Farbsignalkomponente, die eine Bandbreite von 1,5 MHz hat, etwa 120 Linien. Das Auge ist jedoch für Leuchtdichteänderungen viel empfindlicher als für Farbänderungen, so daß ein Bild mit einer horizontalen Auflösung von 120 Linien für die Farbe und 330 Linien für die Leuchtdichte so wahrgenommen wird, als hätte es in allen Bestandteilen eine Auflösung von 330 Linien.

In der Vertikalrichtung setzt sich ,jedes Teilbild aus mehr als 250 abgetasteten Zeilen zusammen, wie es in Fig. 2 symbolisch dargestellt ist. Die Farbauflösung in der Vertikalrichtung ist besser als in der Horizontalrichtung, weil die horizontale Auflösung durch die Bandbreite des Farbartkanals wie oben erwähnt auf etwa 120 Linien begrenzt ist, während die vertikale Farbauflösung nicht durch die Kanalbandbreite sondern durch die Anzahl der Horizontalzeilen bestimmt ist, über die das Bild in der vertikalen Richtung abgetastet wird. Somit ist die Farbauflösung in der Vertikalrichtung viel größer als in der

Horizontalrichtung. Die horizontale Auflösung der Leuchtdichte dürfte besser sein, und die vertikale Auflösung der Leuchtdichte ist wie oben erwähnt deswegen verbesserungswürdig, weil insbesondere bei Großbildwiedergabe eine Zeilenstruktur erkennbar ist.

Die Fig. 3 zeigt die optischen Teile einer hochauflösenden Kamera.

Gemäß der Fig. 3 tritt Licht von einer als Pfeil 301 dargestellten Szene durch ein als Block 302 dargestelltes optisches System hindurch in ein farbtrennendes Prisma 304. Von dort läuft grünes Licht (G) wie bekannt durch eine weitere Optik 306, um es auf den photoempfindlichen Teil (Frontplatte) 12 eines Vidikons 10 zu fokussieren. Die roten Komponenten (R) des Lichts der Szene werden vom Prisma 304 abgetrennt und durch eine Optik 319 auf den photoempfindlichen Teil eines Vidikons 310 fokussiert. Das blaue Licht (B) wird in ähnlicher Weise vom Prisma 304 abgetrennt und mittels einer Optik 314- auf den photoempfindlichen Teil eines Vidikons 320 fokussiert. Die Vidikons 10, 310 und 320 sind z.B. vom sogenannten DIO-^Typ ("Satikon" mit Dioden-Strahl system und imprägnierter Kathode) oder einer anderen Bauart mit einem Auflösungsvermögen von mehr als 1000 Linien sowohl in Horizontalais auch in Vertikalrichtung. Die Vidikons sind in der erforderlichen Weise ausgerichtet, um die von ihnen gebildeten Raster für Rot, Grün und Blau einander deckend zu überlagern.

Die Fig. 4 zeigt in vereinfachter Form ein hochauflösendes Vidikon 10 und die zugehörige Schaltungsanordnung. Das Vidikon 10 hat eine Frontplatte 12, die auf ihrer Rückseite ein photoempfindliches Target aufweist, das mit einer Targetelektrode 14 gekoppelt ist. Eine durch einen Horizontalablenkgenerator 18 angesteuerte Horizontalabi enkwicklunp: 16 erzeugt Magnetfelder, die einen

Elektronenstrahl (nicht dargestellt) in Horizontalricbtung ablenken, so daß der Strahl horizontal über die Frontplatte 12 tastet, um horizontale Abtastzeilen zu bilden, wie sie mit den waagerechten Linien 20 dargestellt f; sind. Der abtastende Elektronenstrahl wird in der 'Vertikalrichtung durch das Magnetfeld einer Vertikalablenkwicklung 22 abgelenkt, die durch einen Vertikalablenkgenerator 24 angesteuert wird. Eine Hilfsablenkwicklung 26 wird durch ein hochfrequentes Signal aus einem Wobbelgenerator 28 beaufschlagt. Dieses vom Generator 28 erzeugte Wobbeisignal wird außerdem als Zeitsteuersignal einem Block 30 angelegt, der Generatoren für Synchronsignale, Austastsignale und ein Hilfsträgersifrnal enthält und den Betrieb des Horizontalablenkgenerators 18 und des Vertilg kalablenkgenerators 24 synchroni si ert. Das vom Generator 28 erzeugte Wobbeisignal wird in der gleichen V/eise anderen Synchronsignalgeneratoren angelegt, die jeweils dem Generator 30 entsprechen und den anderen Vidikons 310 und 320 zugeordnet sind. Die Abtastung des Elektronenstrahls über die Frontplatte 12, auf welcher das Bild fokussiert ist, führt in bekannter Weise zu einem Signal an der Targetelektrode 14. Dieses Signal, das repräsentativ für das Bild ist, gelangt von der Targetelektrode 14 zu einem Vorverstärker 32 und von dort an die üblichen Signalverarbeitungsschaltungen, welche die Schwarzwertklemmung, die Gammakorrektur, usw. durchführen und insgesamt als Block 34 dargestellt sind.

Die Fig.5a zeigt das Schema eines insgesamt mit 500 bezeichneten Fernsehrasters oder Fernsehbildes, worin drei Abtastzeilen n-1, η und n+1 näher dargestellt sind. Diese Zeilen sind willkürlich aus den vielen Zeilen ausgewählt, welche den Raster bilden. Jede Abtastzeile setzt sich zusammen aus einer großen Anzahl von Bildelementen oder "Bildpunkten", deren Größe durch das Auflösungsvermögen des Fernsehsystems bestimmt ist. Bei einem normalauflösenden NTSC-Fernsehsystem ist die Anzahl von BiId-

punkten in jeder Zeile etwa gleich 700. Der erste Bildpunkt der Zeile n-1 ist mit 501 und der letzte Bildpunkt dieser Zeile mit 502 "bezeichnet. Beim NTSC-F ern seh sy st em werden die Zeilen n-1, η und n+1 nacheinander während eines Fernseh-Teilbildes geschrieben, und der Abstand zwischen ihnen ist genügend groß, um Platz für die einzuflechtenden Zeilen eines zweiten Teilbildes zu lassen, das gemeinsam mit dem ersten Teilbild ein Fernseh-Vollbild ergibt. In der Fig. 5a ist der Umgebunprsbereich ei-η es willkürlich gewählten Bildpunktes 504- der Zeile η vergrößert dargestellt, und zwar rein schematisch, um das Verständnis zu erleichtern. Die dargestellte auadratische Form der Bildpunkte ist lediglich symbolhaft. Die Fig. 5b zeigt in gleicher Vergrößerung wie die Fig. Sa einen Teil des Rasters eines hochauflösenden DI3-Satikons. Wegen der hohen Auflösung des Satikons sind die Bildpunkte kleiner, so daß hier vier Bildpunkte 510 bis 516 auf den gleichen Raum kommen, der bei einem norraalauflösenden Raster von einem einzigen Bildpunkt eingenommen wird. Die Bildpunkte 510 und 512 können als Teile einer Subrasterzeile ρ und die Bildpunkte 514 und 516 als Teile einer Subrasterzeile p+1 angesehen werden. In einem DIS-Satikon kann der Strahl so abgelenkt werden, daß ein Raster mit 1050 Horizontalzeilen gebildet wird, von denen ,jede ungefähr 1^00 Päldpunkte enthält. Im Vergleich zum normalauflösenden NTSC-System ist also hier sowohl die Anzahl der Abtastzeilen als auch die Anzahl der Bildpunkte ge Zeile jeweils, verdoppelt, so daß die räumliche Auflösung insgesamt viermal so hoch ist. Wollte man die hochauflösenden Signale von einer hochauflösenden Kamera, die gemäß dem Schema nsch Fig. 5b abgetastet wird, zur Darstellung eines Bildes unter Beibehaltung dieser hohen Auflösung mit einer Geschwindigkeit von JO Vollbildern pro Sekunde wie beim NTSC-System übertragen, dann brauchte man das Vierfache der für das NTSC-System geforderten Bondbreite, nämlich

4,2 MHz χ 4 = 16,P. MHz.

Es ist natürlich nicht möglich, ein 16,8 MHz breites Leuchtdichtesignal über einen normalen NTSC-Kanal zu übertragen, in dessen Standardbandbreite von 6 MHz etwa 4,2 MHz für die Leuchtdichte zur Verfügung stehen.

Me Fig.6a zeigt den Bildpunktraster eines hochauflösenden Fernsehsystems, welches so ausgelegt ist, daß Kompatibilität mit einem normalauflösenden Empfänger besteht. Die dargestellten Subrasterzeilen p, p+2, p+4·, p+6, ...

entsprechen den Zeilen eines normalauflösenden Rasters, wobei die mit durchgehenden Linien gezeichneten Zeilen den "ungeraden" Teilbildern und die gestrichelt gezeichneten Zeilen den "geraden" Teilbildern zuzuordnen sind. Die mit den Kreisen (X) dargestellten Bildpunkte bilden ein rechtwinkliges Muster für Abfragewerte oder Bildproben (Samples) eines normalauflösenden Systems, die mit einer ganzzahligen Häufigkeit bei den Abfragen pro Zeile auftreten (mit einer Abfrage-oder Sample-lTrequenz gleich einem geradzahligen Vielfachen der halben Zeilenabtastfrequenz). Die mit X bezeichneten Bildpunkte bilden die hochauflösenden Samples, die in einem hochauflösenden Raster mit jeweils doppelter Auflösung sowohl in Horizontalrichtung als auch in Vertikalrichtung auftreten.

Wenn der Wobbelgenerator 28 die Hilf s-Vertikalablenkwicklunp: 26 mit einer Frequenz erregt, die ein ungeradzahliges Vielfaches der halben Zeilenabtastfrequenz ist, dann wird bei entsprechender Einstellung der Wobbeiamplitude

JO jede aufeinanderfolgende Abtastung einer Zeile η in einem 525-zeiligen System die Subrasterzeilen ρ und p+1 in einem Schlangenmuster sondieren, wie es in Fig. 6b veranschaulicht ist. Jede aufeinanderfolgende Abtastung der Zeile η sondiert jeweils eine zweier verschiedener Gruppen von Sub-Bildpunkten, welche die ?ildpunkte eines 1050-zeiligen hochauflösenden Systems sind, wie es in Fig. 6b dargestellt ist.

- 19 -

Gemäß der Fig. 6b wird ein hochauflösender Fernsehraster mit einem Abtastfleck abgetastet, der mit einer Frequenz gewobbelt ist, die gleich einem ungeradzahligen Vielfachen der halben Horizontal- oder 7. eil en frequenz ist, d.h. gleich (2n - 1) fij/2. Diese Wobbelung ist durch diagonale Zickzacklinien veranschaulicht, die mit den Ziffern 1, 2, 3, 4- bezeichnet sind, um die einzelnen Abtastwege für die vier aufeinanderfolgenden Teilbilder zu identifizieren,, die zur Abtastung des vollständigen hochauflösenden Fernsehrasters erforderlich sind. Erkennbar ist auch die Phasenumkehr des Wobbeimusters bei zeitlich aufeinanderfolgenden Abtastzeilen (p, p+4·; p+2, p+6). Die Wobbelfrequenz beträgt z.B. 1067 x \ f_h = 8,394229 MHz, wobei f, die Zeilenabtastfrequenz (Horizontalfrequenz) ist.

Die ganze Zahl 1067 ist so gewählt, daß sich eine resultierende Frequenz ergibt, die gerade unterhalb des Zweifachen von 4,2 MHz liegt, was dem Doppelten der Auflösung des normalauflösenden NTSC-Systems entspricht. Im ersten Teilbild (1) des ersten Vollbildes bewirkt also während der η-ten Zeile des 525-zeiligen Rasters des Satikons 10 die mit der Zickzacklinie 1 (mit einem willkürlichen Startpunkt) bewirkte Wobbelung, daß diejenige Gruppe der Sub-Bildpunkte sondiert wird, welche der Beihe nach die Sub-Bildpunkte 510, 516, 518, 520, 522 ... enthält. Nach dem Abtasten der η-ten Zeile werden Sub-Bildpunkte 424~534- der (n+i)-ten Zeile in einer Schlangenlinie sondiert. Es sei erwähnt, daß die Schlangenlinie, die infolge der Rasterwobbelung mit einem ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz beschrieben wird, in zeitlich direkt aufeinanderfolgenden Abtastzeilen gegenphasig läuft. So ist z.B. das Muster der Sub-Bildpunkte 510, 516, 518 der η-ten Zeile räumlich umgekehrt oder spiegelbildlich gegenüber dem Muster der genau darunterliegenden Sub-Bildpunkte 528, 530, 532 in der (n+i)-ten Zeile.

Nach dem Ende des monochromatischen Teilbildes wird ein zweites, damit verflochtenes monochromatisches Teilbild (2) abgetastet, und zu gegebener Zeit erfolgt eine Sondie-

rung von Sub-Bildpunkten 536-548 eier Zeile q, die zwischen die Zeilen η und n+1 eingeflochten ist. Während des ersten Teilbildes (3) des zweiten Vollbildes werden ßub-Bildpunkte 610, 612, 51²S 512, 614, 616, 618 der Zeile η sondiert, und anschließend Sub-Bildpunkte (nicht numeriert) der Zeile n+1. Während des zweiten Teilbildes (4) des zweiten Vollbildes werden Sub-Bildpunkte entlang der Schlangenlinie 4 abgetastet. Es sei erwähnt, daß die Gruppe der während des zweiten Vollbildes sondierten Sub-Bildpunktes eine vollständig andere Gruppe ist als die Gruppe der im ersten Vollbild sondierten Sub-Bildpunkte.

Wegen der Zeilenverflechtung findet die Abtastung der Sub-Bildpunkte für die Subzeilen z.B. p, p+1 der Zeile η und p+2, p+3 der Zeile α in aufeinanderfolgenden Vertikalintervallen statt. Daraus folgt, daß das 525-zeilige Abtastmuster der Kamera in zwei vollständigen Vollbildern durchlaufen werden muß, bevor jeder Sub-Bildpunkt sondiert ist. In dieser Hinsicht hat das Wobbelsignal die gleiche Zeit/Phasen-Charakteristik wie der Farbhilfsträger, dessen Frequenz ebenfalls ein ungeradzahliges Vielfaches der halben Zeilenfrequenz ist, bei dem ein vollständiger Wiederholzyklus eine Zeitdauer von vier Teilbildern erfordert. Das Ausgangssipnal der Kamera ist somit eine Darstellung eines hochauflösenden Bildes, welches jedoch mit einer Frequenz von 15 Hz entsprechend zwei Vollbildern anstatt mit einer Frequenz von 30 Hz für ein Vollbild erzeugt wird. Da das hochauflösende Bild effektiv mit der halben Frequenz des Standardbildes erzeugt wird, ist zur Übertragung des Bildes eine Bandbreite von nur 8,4 MHz erforderlich anstatt der 16,8-MHz-Bandbreite für das hochauflösende 30-Hz-Bi.ld. Die verflochtenen Sub-Bildpunkte kehren jeweils mit einer Folgefrequenz von 15 Hz wieder, so dai? die Bandbreitereduzierung von 2:1 erreicht wird unter Inkaufnahme eines 15-Hz-Flimmerns zwischen den Sub-Bildpunkten. Ein solches kleinräumiges Flimmern dürfte jedoch nicht als störend empfunden werden.

Außerdem kann dieses "Subpunktfüimmern" durch Verwendung eines Vollbilöspeichers vernindert oder eliminiert werden, wie es weiter unten no'.'.h beschrieben wird.

Soweit beschrieben, ist die hocl · uf¹ ösende Kamera inch Fip;. 4, die einen 52^r-zeilir'3n "k- stör in zv.-ei vorf] ochten en Teilbildern von jeweils 26Γ ·η Zeilen mit nine¹· frequenz von 30 Hz abtastet, hinsichtlich der Bildwiedergabe vollständig kompatibel mit exist:' erenden nornalauflösenden 525-Zeilen-Monitoren. Diese Kompatibilität resultiert daraus, daß die Bandbreite eines normalauflösenden Monitors auf 4,2 MHz begrenzt ist. Mit seiner toprenzten !Bandbreite kann der Monitor weder die vom preschlängelten oubraster erzeugten Sub-Bildpun>te noch du e Aussctalpge der Schlangenlinien auflösen, so daß er Mittelwerte bi' det. Da die Grundform der Abtastung; der 5?5-Zeilen-Gtandardabtastung entspricht, wird der Empfänger oder Konitor ein Standardbild wiedergeben, trotz der Tatsache, daß hochauflösende Information im Signal eingebettet ist. Im wiedergesehenen Bild eines norm? lau ΓΙ Ösen den Stands ""dg eräts für 525 Zeilen kann ein i5-I-z-^!-'ildpunl:tfliininerrj auftreten, welches daraus resultiert, daß die Sub-Mlcipunkte aufeinanderfolgender Abtastungen unterschiedlich sein und in unterschiedlicher V/eise in aufeinanderfolgenden Vollbildern bei der Wiedergabe remittelt werden können. Dieses kleinrnumige Flimmern ist tolerierbar, insbesondere weil es rewöhnHich eine geringe Amplitude hat und auch weil die zum erwähnten Flimmern führenden Unterschiede zwischen benachbarten Sub-Bildpunkten nur dort nuftreten, wo hochfrequente Übergänge im oignal bzw. feine Details im Bild vorkommen.

Die Fig. 7 veranschaulicht symbolisch die Tatsache, daß ein von einer hochauflösenden Kamera 400 (gemäß Fir. 4·) erzeugtes Signal sowohl auf einen normalauflösenden Monitor 710 als auch auf einen hochauflösenden Monitor 714 gegeben werden kann. Der normalauflösende Mond tor 71C hot

eine auf 4,2 MHz begrenzte Bandbreite, wie es durch das eingezeichnete Tiefpaßfilter 712 symbolisiert ist, und liefert ein Bild mit normaler Auflösung. Der bochauflösende Monitor 714 hat diese Begrenzung der Bandbreite nicht und ist zur Decodierung des hochauflösenden Signals ausgelegt, so daß er ein Bild mit erhöhter Auflösung darstellen kann.

Die Fig. R zeigt in vereinfachter Blockdarste]lung den allgemeinen Aufbau des hochauflösenden Monitors 714-. Das hochauflösende Signal wird in einem Breitband-Videoverstärker 810 verstärkt, um es den Elektroden einer Bildröhre 812 anzulegen. Eine Synchronsignal-Abtrennstufe 814 ist mit dem Ausgang des Verstärkers 810 gekoppelt und trennt die Vertikal- und Horizontalsynchronsignale vom Signalgemisch ab, um sie an Vertikal- und Horizontalablenkschaltungen zu legen, die gemeinsam als Block 816 dargestellt sind. Von den Ablenkschaltungen 816 werden Horizontalablenksignole an eine Horizontalablenkwicklung 810 der Bildröhre "12 gelegt. In ähnlicher V/eise werden Vertikalnblenksignale auf eine Vertikalablenkwicklung 820 gekoppelt. An den Ausgang des Videoverstärkers 810 ist außerdem eine Burst-Abtrennstufe 822 angeschlossen, um ein sich auf den Farbsynchronimpuls (Burst) stützendes Hilfsträgersignal zn erzeugen, das Farbartschaltungen (nicht dargestellt) und einem Wobbelgenerator °24 zugeführt wird, der ein Wobbelsignal mit einer Frequenz von ungefähr 8,?9 MHz erzeugt. Dieses Wobbeisignal wird mit dem Vertikalablenksignal zur Beaufschlagung der Vertikalablentwicklung <°*20 kombiniert, so daß auf der Bildröhre *12 ein Raster mit 52S geschlängelten Zeilen pro Vollbild abgetastet wird, und zwar mit einer Vollbildfrequenz von ?0 Hz. Der Verstärker 810 hat eine genügende Bandbreite, um zu verhindern, daß die CUb-Bi]dpunkte gemittelt werden. Comit werden die Sub-Bildpunkte an den passenden Stellen in den SuL-Zeilen des abgetasteten Rasters wiedergegeben, um ein Bild mit hoher Auflösung zu erzeugen.

Ein als Block 6?6 dargestellter Ph a s en r ep! er kann dazu verwendet werden, die Phase des Wobbelsignals zu regeln und damit einen Effekt ähnlich einer Feineinstellung der Bildschärfe zu erreichen.

Die Fig. 9 zeigt in vereinfachter Blockdarstellung einen hochauflösenden Monitor, der dem Monitor nach Fig. 8 ähnlich ist, jedoch zusätzlich einen Speicher 910 für ein 1050-zeiliges Vollbild sowie einen zugehörigen Schreibadressengenerator 912 und Leseadressengenerator 914- enthält. Diene Anordnung eliminiert das "Subpunktflimmern" durch Speicherung eines hochauflösenden Vollbildes von 1050 Zeilen, entsprechend der hochauflösenden Information in vier NTSC-Teilbil dern. Die Information wird mit der Geschwindigkeit der ankommenden Signals eingespeichert, indem der Schreibadressengenerator 912 mit Hilfe eines von der Burst-Abtrennstufe 822 abgeleiteten Signals gesteuert wird. Auf der Leseseite bestimmt ein lokaler Synchrongenerator 819 die Lesegeschwindigkeit. Diese Lesegeschwindigkeit kann unabhängig von der Geschwindigkeit des ankommenden Signals sein und so ausgesucht werden, daß man den Vorteil einer fortlaufenden, d.h. nichtverflochtenen Abtastung erhält. Die Vorteile einer fortlaufenden Abtastung hinsichtlich der Reduzierung der Sichtbarkeit der Abtastzeilen sind ausführlicher in der PCT/US-Anmeidung Nr. 82/01176 vom 31.8.1982 beschrieben (entspricht der US-Patentanmeldung Nr. 300,227, die am 8.9.1981 unter dem Namen Kerns H. Powers eingereicht wurde).

Wie oben erwähnt, hoben die in den Anordnungen nach den Figuren 4- bis 9 erzeugten bzw. verarbeiteten hochauflösenden Signale einen effektiven Frequenzbereich, der sich bis auf 8 MHz erstreckt. Obwohl dies bereits eine Verrainderung gegenüber den ursprünglich erwähnten 16 MHz bedeutet (die erforderlich wären, wenn das hochauflösende Signal mit der ^O-Iiz-Bildgeschwindigkeit anstatt mit 15 Hz

erzeugt würde), ist ein solches Signal natürlich nicht kompatibel mit einem Signal der NTSO-Rundfunknorm, weil die Signalbandbreite von 8 MHz viel größer ist als die beim normalauflösenden System verfügbare Leuchtdichte-Bandbreite von 4,2 KlIz.

Die Fig. 10 zeigt eine Anordnung, mit deren Hilfe ein normalauflösender Monitor ein Leuchtdichtesignal mit einer otandardbandbreite von 4,2 Milz empfangen kann, während ein hochauflösender Monitor Signale empfängt, welche Informationen für hohe Bildauflösung beinhalten. Gemäß der Fig. 10 erzeugt eine hochauflösende Kamera 400 ein Basisbandsignal mit einer bis B,4- MHz reichenden effektiven Frequenzbandbreite. Dieses Signal wird über ein 4,2-MHz-

1J- Tiefpaßfilter 1010 auf einen normal auflösenden Monitor 710 gegeben. Das Filter 1010 entfernt also den hochfreauenten oder feinauflösenden Teil der von der Kamera 400 belieferten Information, bevor sie dem normalauflösenden Monitor 71O zugeführt wird. Das in seiner Bandbreite begrenzte Signal wird außerdem auf einen ersten Eingang eines hochauflösenden Monitors 1012 gegeben. Eine differenzbildende Schaltung 1014 subtrahiert das am Ausgang des Filters 1010 erscheinende bandbegrenzte Signal von dem am Eingang dieses Filters zugeführten Signal voller

2f> Bandbreite, um ein Differenzsignal zu erzeugen, das eine von 4,2 MHz bis ·°,4 ^f'''^iz reichende Bandbreite hat. Dieses Signal stellt die feinauflösend on Teile der Information dar, und die Anordnung des Filters 1010 mit der differenzbildenden Schaltung 1014 wirkt somit als Hochpaßfilter.

Das Differenzsignal wird einem zweiten Eingang des hochauflösenden Monitors 1012 angelegt. Innerhalb des Monitors 1012 empfängt eine Summierungsschaltung 1018 das bandbegrenzte Signal und das Differenζsignal Δ und addiert diese Signale miteinander, um dns hochauflösende Signal

2^r> wieder herzustellen, das dann dem hochauflösenden BiId-Rerät 714 angelegt wird, um das Bild mit hoher Auflösung zu erzeugen.

In der Anordnung· nach Fig. 10 ward das hochauflösende Signal, also in zwei Teile zerlegt, deren erster ein Signal begrenzter Bandbreite ist, das über einen herkömmlichen 4-,2-MHz-Leuchtdichtekanal einem normalauflösenden Monitor und einem hochauflösenden Monitor zugeführt werden kann, während der durch die Differenz gebildete zweite Teil, der die Information für die Peinauflösung in Vertikal- und Horizontalrichtung beinhaltet, dem feinauflösenden Monitor über einen zweiten Kanal zugeführt wird, der in der Figur als Leiter 1016 dargestellt ist.

Bei der Entwicklung des NTSG-Farbfernsehens wurden die psychophysischen Eigenschaften des menschlichen Auges in die Überlegungen mit einbezogen. Dabei wurde die Unfähigkeit des Auges, feine Details in Farbe wahrzunehmen, als Vorteil ausgenutzt, um die zur Farbferasehübertragung erforderliche Bandbreite wesentlich zu vermindern. In analoger V/eise kann eine andere ps.ychophysische Eigenschaft des Auges ausgenutzt werden, um die zur Übertragung eines hochauflösenden Signals notwendige Bandbreite zu verringern. Diese andere Eigenschaft besteht darin, daß das Auge nicht in der Lage ist, feine Details in bewegten Objekten aufzulösen.

Im Prinzip braucht also ein Fernsehsystem dann keine große Bandbreite zu haben, wenn sich die Szene bewegt.

In Verbindung mit den Figuren 4 bis 10 wurden Einrichtungen zur Erzeugung eines Bildes hoher Auflösung beschrieben, in welchem die feinauflösenden Komponenten Teile enthalten, die sowohl der Vertikalrichtung als auch der Horizontalrichtung zuzuordnen sind.

Die Fig. 11a zeigt eine Verarbeitungs- und Gendeeinrichtung 1100, der hochauflösende Leuchtdichtesignale, Farbartsignale und Synchronsignale zuführbar sind und die

daraus ein kompatibles Signal erzeugt, welches die feinauflösenden Komponenten unbewegter Teile des Bildes innerhalb des Austastintervalls verborgen enthält. In der Anordnung nach Fig. 11a werden hochauflösende Leuchtdichtesignale, die durch eine schlangenlinienförmige Abtastung erzeugt wurden (wie in Verbindung mit den Figuren 4- bis 6 beschrieben), an eine Eingangsklemme 1101 gelegt, die im linken oberen Teil der Figur dargestellt ist. Zugehörige Synchronsignale werden an eine Eingangsklemme 1102 gelegt, und modulierte Farbartsignale werden an einer Eingangssummme 1104· zugeführt. Die hochauflösenden Leuchtdichtesignale werden an ein ^-,2-MHz-Tiefpaßfilter 1106 gelegt, um an dessen Ausgang ein Signal begrenzter Bandbreite zu erzeugen. Ein großer Vorteil dieses Systems besteht darin, daß ein einziges Tiefpaßfilter die Bandbreite sowohl in der Vertikal- als auch in der Horizontalrichtung begrenzt, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die geschlängelte Abtastung in Richtungen von -4-5 erfolgt. Während des aktiven Intervalls jeder Horizontalzeile wird das bandbegrenzte Signal über einen Schalter 1108 auf eine Farbart- und Burst-Einfügungsschaltung 1110 gekoppelt, worin das Farbartsignal in Frequenzverkämmung mit dem Leuchtdichtesignal addiert wird. Das kombinierte Farbart-Leuchtdichte-Signal wird einem weiteren Block 1112 zugeführt, worin Synchron- und Austastsignale addiert werden, um ein NTSG-Standardsignalgemisch zu bilden, das einem Standard-Rundfunksender 1114 zugeführt wird, der eine Rundfunkantenne 1116 speist, um die Fernsehinformation sowohl an Standardempfänger zu übertragen als auch an Spezialempfänger zu senden, die zur Verarbeitung hochauflösender Signale ausgelegt sind.

Während des aktiven Teils jeder Horizontalzeile werden die bandbegrenzten Signale außerdem über einen Schalter 1118 auf einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 1120 gekoppelt. Der Schalter 1118 ist mit dem Schalter 1108 zwangsgekuppelt, und beide Schalter werden durch eine Steuereinheit 1122 so gesteuert, daß sie während des ak-

tiven Teils jeder Zeile in der oberen Stellung sind und daß sie ihre untere Stellunp- während der synchronimpulslosen Teile des Austastintervalls jeder Horizontalzeile und während der synchronimpulslosen Teile des Vertikalaustastintervall einnehmen. Die digitalen Signale am Ausgang des A/D-Wandlers 1120 werden einer digitalen Addierschaltung 1124 angelegt, worin der Wert des digitalisierten bandbegrenzten Signals durch Addition eines an einem zweiten Eingang den Addierers zugeführten Signals modifiziert werden kann. Das so modifizierte Signal vom Ausgang der Addierscholtunc?; 1124 gelangt zu einem Eingang eines i050-7,eilen-Vollbildsp eichers 1126. Der Vollbildspeicher 1126 wird durch einen Takt- und Adressengenerator 112R gesteuert, der Synchronsignale von der Klemme 1102 empfängt. Ein links unten in der Fig.

11a gezeigter A/D-Wandler 1150 empfängt von der Eingangsklemme 1101 die ankommenden hochauflösenden Leuchtdichtesignale und erzeugt entsprechende Digitalsignale, die an einen ersten Eingang eines mit Schwellenschaltung versehen en Eildpunktvergleichers 115? gelegt werden. Ein zweiter Eingang dieses Vergleichers 1132 empfängt vom Vollbildspeicher 1126 Digitalsignale, die repräsentativ für entsprechende Bildpunkte des vorangegangenen hochauflösenden Vollbildes sind. Der Vergleicher 113? führt Bildpunkt für 3ildpunkt einen Vergleich durch, für jede Adresse . des hochauflösenden Vollbildes, und erzeugt ein digitales Ausgangssignal, welches repräsentativ für die Differenz zwischen jedem Bildpunktwert und dem Wert des entsprechenden Bildpunktes des vorangegangenen Vollbildes ist, solanpre diese Differenz einen eingestellten Schwellenwert übersteigt. Das Differenzsignal wird über einen Schalter 113^ auf einen Datenpuffer 1136 gegeben, während gleichzeitig ein Schalter 1138 die zugehörige Adresse in einen Adressenpuffer 114-0 gibt. Die Schalter 1134 und 1138 sind miteinander zwangsgekuppelt und werden durch ein UND-Glied 1142 abhängig davon Resteuert, ob ein Bildpunkt-Differenzsip-nal am Ausgang des Verg] eichers 1132 gleichzeitig mit

einem Signal von einem Bewegungsdetektor 1144 erscheint, der das Signal begrenzter Auflösung vom Ausgang des Filters 1106 empfängt. Bewegungsdetektoren sind an sich bekannt, eine geeignete Ausführurigsform ist z.B. in der US-Patentanmeldung Nr. 226,712 beschrieben, die am 21. Januar 19^1 auf den Namen Hurst eingereicht wurde.

Soweit bis hier beschrieben, werden also in der Anordnung nach Fig. 11a auflösungsbegrenzte Signale eines vorangegangenen, im Speicher 1126 gespeicherten Vollbildes Bildpunkt für Bildpunkt mit hochauflösenden Signalen des laufenden oder augenblicklichen Vollbildes verglichen, und die ermittelten Differenzwerte (falls vorhanden) werden gemeinsam mit den zugehörigen Adressen in einem Puffer gespeichert. Es sei angemerkt, daß die bis hier beschriebene Anordnung selbst bereits eine Art Bewegungsdetektor darstellt, insofern als eine Bewegung eines Teils des Bildes zwischen aufeinanderfolgenden Vollbildern zu einem Aus^anprssignal am Vergleicher 11J2 führt. Diese Aus-

PO gangssignale werden ,jedoch nur gespeichert, falls ein auf das auflösungsbegrenzte Signal ansprechender Bewegungsdetektor zeigt, daß keine Bewegung existiert. Das heißt also, bei Bewegung in hochaufgelösten (detailfeinen) Teilen des Bildes, die keinen Anlaß zur Erfassung einer Bewegung in detail armen Teilen gibt, wird Information in den Datenpuffer 1136 eingespeichert. Großflächige Bewegungen von Teilen des Bildes, die durch den Detektor 1144 erfaßbar sind, verhindern hingegen die Einspeicherun^; von Daten in den Puffer 11?6. In solchen großflächigen Teilen des Bildes, die wenig hochfrequente Detailinformat.i.on enthalten, haben die gespeicherten Bildpunkte des bandbeprenζten Signnls aus dem vorangegangenen Teilbild den gleichen Wert wie die mit ihnen verglichenen Bildpunkte des hochnuflösenden Signals,und daher liefert

^5 der Vergleicher 11^2 kein Ausgangssignal. Somit erfolgt eine Dateneinspeicherung in den Puffer 1126 und die entsprechende Adresseneinspeicherung in den Puffer 1140 nur

für diejenigen Adressen, an denen dns Bild zwischen zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern unbewegt ist und wo hochfrequente Details existieren, welche die Auflösungskapazität des in der Bandbreite reduzierten Signals über- steigen.

Die Einspeicherung von Daten in den Puffer 1136 und der entsprechenden Adressen in den Puffer 114-0 folgt während des aktiven Teils jeder Horizontalzeiie jedes Vollbildes.

Während der Austastintervalle, falls gewünscht sowohl der Vertikal- als auch der Horizontal-Austastintervalle, werden die Schalter 1108 und 1118 durch die Steuereinheit 1122 in die andere Position gebracht und die Puffer 1136 und 1140 liefern ihre Daten in Parallelform an einen Parailel/Serien-Umsetzer 1124-, um sie in ein Serienformat umzusetzen. Diese serielle hochauflösende Information wird über den Sender 1114 und die Antenne 1116 weitergekoppelt und außerdem auf einen Serien/Parallel-Umsetzer 1146 in einer insgesamt mit 1119 bezeichneten Anordnung gegeben, in welcher die Feinauflösung auf den laufenden Stand gebracht wird. In der Anordnung 1119 belädt der Serien/Parallel-Umsetzer entsprechende Daten- und Adressenpuffer 1148 una 1150. Die Schalter-Steuereinheit 1122 bringt die Schalter 1108 und 111·? anschließend wieder in die dargestellte Position, um die bandbegrenzte Information wiederum auf den Sender 1114 und die Antenne 1116 zu koppeln und außerdem in Digitalform an den Eingang des Addierers 1124 zu legen. Wenn das ankommende bandbegrenzte Signal Bildpunkt für Bildpunkt über das Vollbild der ankommenden Information weiterschreitet, schaltet der Adressengenerator 1128 nacheinander auf die entsprechenden Adressen des Vollbildspeichers 1126, um die Signale vom Addierer 1124 in den Speicher zu schleusen. Wenn die vom Generator 1128 erzeugte Adresse die erste im Puffer

1150 enthaltene Adresse erreicht, fühlt ein Exklusiv-ODEK-Gl3 ed. 1152 diese fbereanatimmunfr und schließt einen Schalter 1154 und aktiviert außerdem ein Schal tprlied (nicht

- 30 -

dargestellt), um aktivierende Taktimpulse an den Datenpuffer 1148 und den Adressenpuffer I150 gelangen zu lassen, so daß an einem zweiten Eingang des Addierers 1124 das Signal erscheint, welches repräsentativ für die Diffe- j renz zwischen den Bildpunkten des auflösungsbegrenzten Signals und den hochauflösenden Bildpunkten des vorhergehenden Vollbildes ist. Der Addierer 1124 addiert die beiden von ihm empfangenen Signale, um daraus einen neuen Bi 1 dp unk tv; er t zu erzeugen, der an der entsprechenden Adresse des Speichers 11?6 als Teil des laufenden Vollbildes eingespeichert wird. Zur gleichen Zeit erscheint eine neue Adresse am Ausgang des Puffers II50, bei welcher es sich um die Adresse des zur Information verminderter Auflösung gehörenden Bildpunktes handelt, dessen letzter Wert dem entsprechenden Bildpunkt der hochauflösenden Information nicht entsprochen hat. Wenn diese zweite Adresse erreicht wird, schließt das Exklusiv-ODER-Glied 1152 wieder den Schalter 1154, um den Wert des gespeicherten auflösungsverminderten Signals zu korrigieren, so daß er dem äquivalenten Signal für die hohe Auflösung entspricht. Dieser Prozeß wird über das gesamte Vollbild wiederholt. Am Ende des Vollbildes stellen die Bildpunkte im Speicher 1126 die unbewegten Teile des Bildes mit hoher Auflösung dar.

Während der ersten wenigen Vollbilder einer unbewegten Szene, die viel feine Details hat, kann der Puffer 1136 überlaufen. Dieser überlauf wird von einem Überlaufdetektor 1156 gefühlt, der ein Schwellensteuersignal erzeugt, das dem Vergleicher 1132 angelegt wird, um die Schwelle für die als wesentlich anzusehenden Differenzen anzuheben. Hierdurch wird das Maß des Überlaufs im Puffer vermindert. Einzelheiten des Vergleichers 1132 und seiner Schwellensteuerung werden weiter unten in Verbindung mit den Piguren 11b und 11c beschrieben.

Im Betrieb, ausgehend von einem leeren Teilbild, füllt

- 31 -

- ZA -

das erste Vollbild der bandbegrenzten Information den Speicher 1126 mit der Information entsprechend einem Bild der Bandbreite von 4,2 MHz. Das heißt, er wird mit einem Bild normaler Auflösung gefüllt, obwohl das an der Klemme 1101 zugeführte hocbnuflösende Signal viel Detailinformation enthält. Während des zweiten Vollbildes werden die Puffer 1136 und 1140 mit Differenζinformation gefüllt, die während des nächstfolgenden Austastintervalls in die Einheit 1119 eingekoppelt wird. Während des dritten Vollbildes nach dem Szenenwechsel wird damit begonnen, die im Speicher 1126 gespeicherte Information durch hochauflösende Information zu verfeinern, und diese Verfeinerung dauert fort, solange die Szene unbewegt ■ bleibt, bis das gespeicherte Signal das Bild mit allen seinen Details darstellt. Wenn ein Videomonitor mit dem Ausgang des Vollbildspeichers 1126 gekoppelt werden könnte, erschiene während der ersten beiden Teilbilder ein noriTialauflösendes Bild der Szene, und anschließend käme die Detailinformation in die Bilddarstellung.

Die Fig. 11b zeigt Einzelheiten eines vereinfachten digitalen Vergleichers 1158 als Hilfe für das Verständnis des Vergleichers 1132. In der Fig.11b empfängt ein für 8 Bits ausgelegtes oder <^q Eingänge aufweisendes ODER-Glied 1160 die Ausgangssignale von 8 einzelnen Exklusiv-ODER-Gliedern. Jedes Exklusiv-ODER-Glied 1162-1166 hat zwei Eingänge. Ein erster Eingang des Gliedes 1162 empfängt das höchstwertige Bit (MSB) eines der miteinander zu vergleichenden 8-Bit-Digitalwörter, und der zweite Eingang dieses Gliedes empfängt das höchstwertige Bit des zweiten Digitalwortes. Jedes der Glieder 1164-1166 empfängt an seinen Eingängen Jeweils gleichwertige Bits der zu vergleichenden Digitalwörter, wobei das letzte Glied 1166 die niedrigstwertigen Bits (LSB) empfängt. Das Ausgangssignal jedes Exklusiv-ODER-Gliedes ist hoch, wenn seine beiden Eingangsbits nicht übereinstimmen. Solange die Eingangswörter nicht in allen Bits übereinstimmen, liefert

- 32 -

mindestens eines der Exklusiv-ODER-Glieder ein hohes Ausgangssignal, so daß das Ausgangssi gnal des ODER-Gliedes 1160 hoch ist. Nur wenn alle Bitpaare aus je- · weils zwei gleichen Bits bestehen, wird das Ausgangssig-

^r-> ηal des ODER-Gliedes 1160 niedrig. Natürlich ist die Anzah] der Exklusiv-ODER-Glieder gleich der Anzahl der Bits in den zu vergleichenden Wörtern.

Die Pip;. 11c zeigt den digitalen Vergleicher 1152 in Blockform. Man erkennt, daß der allgemeine Aufbau demjenigen des Vergleichers 1158 ähnlich ist, nur daß der Vergleicher 1132 sogenannte Dreizustandstreiber 1168-1172 enthält (in gleicher Anzahl wie die Bits im zu vergleichenden Digitalwort), deren jeder im Wege eines Bjts

1^r des ersten Wortes zum betreffenden Exklusiv-ODER-Glied eingefügt ist. Eine weitere Gruppe invertierender Dreizustandspuffer 1174--117" ist in ähnlicher Weise für das zweite Wort angeordnet. An den Ausgang jedes Dreizustandstreibers ist ein hochziehender Widerstand angeschlossen, der mit einer positiven Spannungsquelle gekoppelt ist. Jeder Puffer oder Treiber kann entweder das an seinem Eingang zugeführte hohe oder niedrige Signal an seinen Ausgang durchlassen oder durch Anlegen eines niedrigen Pegels an eine Steuerschiene in einen Zustand gezwunren werden, in welchem er eine hohe Impedanz am Ausgang hat. Die Steuerschiene für die Treiber 1168 und 1174· ist mit 1169 bezeichnet, die Steuerschiene für die Treiber 1170 und 1176 mit mit 117.^ bezeichnet, und die Steuerschiene für die den niedrigstwertigen Bits (LSB)

-⁷O zugeordneten Treiber 1172 und 117^P ist mit 1173 bezeichnet. Im Zustand hoher Impedanz wird der Ausgang jedes Treibers durch den zugeordneten Widerstand auf hohen Pegel gezogen, so daß dort der Binärwert "1" erscheint. Wenn eine Steuerschiene niedrig gemacht wird, werden die Ausgänge der Treiber des zugehörigen Paars hochohmig (hohe Ausgangsimpedanz), und ihre Ausgänge werden auf hohen Pegel gezogen, um ein künstliches "1"-Paar zu er-

zeugen, worauf das mit den Ausgängen dieses Treiberpaars gekoppelte Exklusiv-ODER-Glied eine Übereinstimmung; seiner beiden Eingangsbits fühlt und ein niedriges Ausgangssignal liefert, unabhängig vom wirklichen Zustand der den Eingängen des betreffenden Treiberpaars angelegten Bits. Wenn also die Steuerschiene 1173 für das niedrigstwertige Bit niedrig gemacht wird, hält das Exklusiv-ODER-Glied 1166 die niedrigstwertigen Bits der beiden zu vergleichenden Wörter immer für einander gleich, d.h. die wirklichen Werte der Bits werden bei der Durchführung des Vergleichs ignoriert. Durch Veränderung der Anzahl der Bitpaare, die künstlich auf "1" gezwungen werden, können Anzahl und Stellenwert der am Vergleich beteiligten Bits modifiziert werden. Auf diese Weise läßt sich der Schwellenwert des Vergleichers einstellen und verstellen. In der Anordnung nach Fig. 11c wird die Steuerschiene 1169, die mit den Treibern für die höchstwertigen Bits gekoppelt ist, durch einen Widerstand 1171 auf hohen Pegel gesogen, so daß die höchstwertigen Bits der Digitalwörter immer miteinander verglichen werden. Die anderen ßteuerschienen sind durch eine Reihe von Vergleichern 1188-1192 steuerbar. Jeder dieser Vergleich er ist mit seinem ersten Eingang an einen Punkt an einem ohraschen Spannungsteiler 1194 angeschlossen, der über eine als Batterie 1196 dargestellte Bezugsspannungsquelle geschaltet ist. Die zweiten Eingänge der Vergleicher 11"F-1192 sind gemeinsam an einen Kondensator 1184 angeschlossen, zusammen mit einem Widerstand 1146 zur Aufladung des Kondensators. Parallel zum Kondensator 1184 liegt ein Transistorschalter 1182 zur Entladung des Kondensators. Dieser Transistor 1182 wird durch einen nachtriggerbaren monostabilen Multivibrator 1180 gesteuert, der durch ein Signal vom Dotenpuffer-t'berlaufdetektor 1156 der Fig. 11a getriggert wird.

Der übrige Teil der Anordnung nach Fig. 11c, der Exklusiv-ODER-Glieder 11100-11108, ODER-Glieder 11120-11128 und

- 34 -

Gruppen von UND-Gliedern III3O-III38 und 11140-11148 enthält, vervollständigt die Anordnung zur Bildung einer Subtraktionsschaltung, welche die den Dreizustandstreibern 1174-1178 angelegten Digitalwörter (das gespeicherte Videosignal) von den an die Treiber 1168-1172 gelegten DigitalWörtern subtrahiert, um von den Ausgängen der Exklusiv-ODER-Glieder 11100-1110P N-Bit-V/örter in Parallelform zu erhalten, welche die Differenz darstellen.

Im Betrieb bewirkt ein fiberlaufen des Puffers 1136 während eines Szenenwechsels ein Ausgangssignal vom Detektor 1156, welches den monostabilen Multivibrator 1180 triggert, der daraufhin an die Basis des Scha]ttransistors 1182 ein zeitlich bestimmtes Steuersignal genügender Dau-

1¹^ er legt, um den Kondensator 1184 zu entladen. Bei entladenem Kondensator Iio4 sprechen die Vergleicher 1188-1192 an, indem sie die ihnen zugeordneten Steuerschienen 1173-1175 auf niedrigen Spannunpspegel bringen, wodurch alle Dreizustandstreiber mit Ausnahme des dem höchstwertigen Bit zugeordneten Treibers in ihren ho-chohmigen Zustand, gezwungen werden. Infolge der hochziehenden Widerstände nn den Ausgängen der Treiber werden alle Treiberausgänp-e mit Ausnahme des dem höchstwertigen Bit zugeordneten Treiberausgangs künstlich auf "1" gebracht und infolgedessen beim Vergleich des hochauflösenden Signals mit dem gespeicherten Signal begrenzter Auflösung ignoriert. Iⁿ diesem Fall werden nur die größten hochauflösenden Signaländerungen im Datenpuffer 1136 gespeichert. Wenn sich der Kondensator 1184 auflädt, bringt zunächst der erste Vergleicher 1192, der den zweithöchsten Bits zugeordnet ist, die Steuerschiene 1175 &^uf niedrigen Pegel, so daß die Treiber 1170 und 1176 die zweithöchsten Bits der zu vergleichenden Wörter durchlassen, um feinere Details zu speichern und am Ende zu senden, als es

3'5 bei Verwendung des höchstwertigen Bits allein der Fall war. Kit zunehmender Zeit bringen nacheinander die übrigen Vergleicher 11.°8-H90 ihre zugehörigen Steuerschienen

auf niedrigen Pegel, bis auch das niedrigstwertige Bit in den Vergleich einbezogen ist.

Die Fig. 12 zeigt in vereinfachter Blockdarstellung ei-ηen Fernsehempfänger, der ausgelegt ist zum Empfang und zur Wiedergabe gesendeter bochnuflösender Signale, die mit der Anordnung nach Fig. 11 codiert sind. Gemäß der Fig. 1? empfangt eine oben links dargestellte Antenne 1210 eine Vielzahl von Rundfunksignalen, die einem Tuner 1211 angelegt werden, der aus diesen Signalen einen einzelnen Rundfunkkanal auswählt, das gewünschte Signal filtert und in eine niedrigere Zwiscbenfrequenz (ZF) umsetzt. Das ZF-Signal wird einem ZF-Verstärker 1212 angelegt, worin es weiterverstärkt und gefiltert wird, um dann an einen Videodetektor 1214 zu gelangen, in welchem es demoduliert wird, um ein Basisband-Videosignal gemeinsam mit einem Intercarrier-Tonsignal zu erzeugen, wie es an sich bekannt ist. Das Intercarrier-Tonsignal wird durch einen Intercarrierfrequenz-Verstärker 1216 selektiert, gefiltert und verstärkt und dann einem Tondemodullator 1218 angelegt, um das Basisband-Tonsignal zu erzeugen. Das Basisband-Tonsignnl erfährt eine weitere Behandlung durch Verstärker- und Reglerschaltungen innerhalb eines Blocks 1220, um schließlich einen Lautsprecher 1222 anzusteuern. Das demodulierte Leuchtdichtesignal vom Ausgang des Detektors 1214 wird außerdem einem Programmierer 1224 zur automatischen Verstärkungsregelung (AVR) zugeführt, der ein AVR-Steuersignal erzeugt, welches an den Tuner 1211 und den Verstärker 1212 gelegt wird, um einen relativ konstanten Pegel des Videosignal aufrechtzuerhalten. Das Basisband-Videoausgangssignal vom Detektor 1214 gelangt ferner zu einer Synchronsignal-Abtrennstufe 1226, welche die verschiedenen Synchronsignale zur Verwendung im Empfänger abtrennt. Mit den Ausgängen des Videodetektors 1214 und der Synchronsignal-Abtrennstufe 1226 ist eine Burst-Torschaltung 1228 gekoppelt, um den Burst (Färbsynchroηimpuls) an eine Schaltung 1230 zur Wieder-

I · · ft

- 36 -

herstellung des Farbhilfsträgers durchzulassen. Diese Schaltung 1230 kann in Form eines Regelkreises zur automatischen Frequenz- und Phasenregelung ausgelegt sein. Die in Frequenzverkämmunp· vereinigten Leuchtdichte- und Farbartkomponenten des Signals am Ausgang des Detektors 1214- werden durch eine Leuchtdichte/Farbart-Trennschaltunp 1232, die ein Kammfilter enthalten kann, voneinander getrennt. Das Farbartsignal gelangt zu Farbartdemodulatoren 1234-, die außerdem Hilfsträgersignsle von der Schaltung 1230 empfangen, um Farbdifferenzsignale wie z.B. das I- und das Q-Signal aus dem abgetrennten Farbartsignal zu demodulieren. Das I- und das Q-Signal werden einer Matrixschaltung 1236 zugeführt, worin sie mit einem wiederhergestellten hochauflösenden Leuchtdichtesignal (Y) kombiniert werden, um das Rotsignal R, das Grünsignal G und das Blausignal B zu bilden, die einer Video endstufe 123" zur Ansteuerung einer Bildröhre 124-0 zugeführt werden. Auf der Bildröhre 124-0 wird ein Raster in der Zeilenrichtung durch eine Horizontalabienkwicklung 124-2 abgetastet, die von einer Horizontalablenkschaltung 124-4- angesteuert wird. Die Abtastung des Rasters in der vertikalen Richtung erfolgt durch eine Vertikalablenkwicklung 124-6, die durch eine gewöhnliche Vertikalablenkschaltung 124-8 angesteuert wird. Die Vertikalablenkung erfährt zusätzlich eine Wobbelung durch ein Wobbeisignal, welches dem normalen Vertikal-Sägezahn von einem Wobbelgenerator 1250 überlagert wird, der mit Hilfe des Hilfstra'gers synchronisiert wird.

Das abgetrennte Leuchtdichtesignal vom Ausgang der Abtrennstufe 1232 gelangt zu einer Einheit 1252, um den laufenden Stand, hinsichtlich der Feinauflösung herzustellen. Diese "Verfeincrungseinheit" 1?^r.2 ist der entsprechenden Einheit 1119 des Godierers 1100 sehr ähnlich und

-'5 enthält einen Schalter 1254-, der durch eine Steuereinheit (nicht dargestellt) betätigt wird, um durch Wechsel zwischen einer aktiven Position und einer Austastposition

- 37 -

das Leuchtdichtesignal umzuschalten. In der aktiven Position des Schalters wird das abgetrennte Leuchtdichtesignal einem A/D-Wandler 1256 zugeführt, worin es Quantisiert, digitalisiert und gefiltert wird. Das so behandelte Signal wird an einen Eingang eines digitalen Addierers 1258 gelegt, um dort mit dem die Feinauflösung beinhaltenden Differenzsignal summiert zu werden, welches einem zweiten Eingang des Addierers 125·°' über einen
Schalter 1260 zugeführt wird. Das summierte Signal wird in einem 1050-Zeilen-Vollbildspeicher 1262 gespeichert. Die Adresse, an welcher die Eiηspeicherung des ankommenden Signals erfolgt, wird durch einen Adressengenerator 1264 eingestellt, der durch Signale von der Abtrennstufe 1226 synchronisiert wird. Die gespeicherte Leuchtdichteinformation wird periodisch über einen D/A-Wandler 126c ausgelesen, um analoge hochauflösende Leuchtdichtesignale zu erzeugen, die der Matrixschalterung 1236 zugeführt
werden.

Während der Austastintervalle koppelt der Schalter 1254 das Leuchtdichtesignal, welches die Information zur Verfeinerung der Auflösung enthält, gemeinsam mit den Adressen, an denen diese Verfeinerunp;sinformation hinzuaddiert werden soll, auf einen Serien/ Parallel-V/andler 1270, der die betreffenden Informationen in Parallelform an einen Datenpuffer 1272 und einen Adressenpuffer 1274 liefert. Während des nächstfolgenden aktiven Videointervalls ist der Schalter 1254 wieder in seiner oberen Position, so
daß auflösungsbegrenzte Videoinformation zum digitalen

Addierer 1258 gelangt, während der Adressengenerator

1264 Adressen liefert, die den Adressen der im Speicher 1262 gespeicherten Videoinformation entsprechen. Ein
Exklusiv-ODER-Glied 1276 vergleicht die Adressen, die
laufend am Ausgang des Adressenpuffers 1274 erscheinen, mit den laufenden Adressen des Generators 1264 und

schließt den Schalter 1260, wenn die verglichenen Adressen übereinstimmen. Das Glied 1276 veranlaßt außerdem

die Puffer 1272 und 1274· (über nicht dargestellte Verbindungen), einen Bildpunkt der Differenzinformation durch den Puffer 1272 und eine Adresse durch den Puffer 1274- weiterzuschleusen. Anschließend öffnet sich der Schalter 1260 bis zur nächsten Übereinstimmung: zwischen der Adresse am Ausgang des Puffers 1274- und der laufenden Adresse des Generators 1264-. Das Exklusiv-ODER-Glied 1276 fährt während des gesamten Vollbildes fort, die im Datenpuffer 1272 gespeicherten auflösungsverfeinernden Differenzsignale bei der jeweils geeigneten Adresse zum Addierer 1258 zu koppeln. Somit folgen die im Speicher 1262 gespeicherten Signale den im Speicher 1126 des Codierers 1100 gespeicherten Signalen. Wie erwähnt, speichert der Codierer 1100 im Speicher 1126 ein normalauflösendes Signal für das erste Vollbild ab Erscheinen einer Szene nach einem leeren Raster und verbessert dann fortschreitend die Auflösung feiner Details in unbewegten Teilen des Bildes. Daher liefert der Empfänger 1200 bei Empfang eines hochauflösenden Signals für das erste Vollbild nach einem leeren Raster zunächst ein Bild normaler Auflösung und verbessert dann fortschreitend die Auflösung detailreicher Teile der Szene. Es entsteht dann subjektiv der Eindruck, daß die unbewegten Teile langsam scharf werden, jedoch nicht so langsam, daß es für den gewöhnlichen Zuschauer störend wäre. Bewegte Bereiche des Rasters enthalten keine Details in hoher Auflösung.

Es bieten sich auch andere Ausführungsformen zur Realisierung des Erfindungsgedankens an. So kann z.B. ein einziges hochauflösendes DIS-Satikon verwendet werden, um ein hochauflösendes Leuchtdichtesignal zu erzeugen, während das mit geringerer Auflösung zu bildende Farbsignal durch drei getrennte normalauflösende Vidikons erzeugt wird. Alternativ kann das Farbsignal auch dadurch gebildet werden, daß man ein Signal, welches von einem einzigen, auf Grün ansprechenden DIS-Satikon abgeleitet ist,

- 39

- 39 -

• 1 mit Signsien von normalauflösenden Vidikons matriziert, die auf die rote und die blaue Farbe ansprechen. Ferner sind auch andere Wobbelfrecmenzen als ^,39 MHz verwendbar, z.B. das Dreifache der Farbhilfsträgerfrequenz, nämlieh 10,738635 MHz. Während vorstehend einzelne Ausführungsformen als Beispiele in Verbindung mit der NTSC-Norm beschrieben wurden, kann die Erfindung auch für andere Fernsehnormen wie z.B. das PAL- oder das SECAM-System angewendet werden. Die Wobbelablenkung kann entweder durch eine gesonderte Wicklung und einen gesonderten Generator bewirkt werden oder dadurch, daß man dem normalen Sägezahnsignal für die Vertikalablenkwicklung ein Signal der Wobbelfrequenz überlagert. Die Wobbelung der Abtastung in der Kamera kann auch auf synthetische Weise erfolgen, z.B. indem man 1OSO Zeilen pro Vollbild ohne Wobbelung abtastet, sie in einen Vollbildspeicher einschreibt und dann mit Hilfe eines Adressengenerators ausliest, der einzelne Bildpunkte nacheinander aus jeweils benachbarten Zeilen auswählt.

Schließlich bietet es sich auch an, die einzelnen Funktionen statt in der beschriebenen Digitaltechnik mit Hilfe gleichwertiger Analogtechnik zu realisieren. So können für die Vollbildspeicher ladungsgekoppelte EIemente anstelle digitaler Speicher mit direktem Zugriff verwendet werden. Die Abtastung kann ebensogut nach dem fortschreitenden Prinzip wie nach dem zeilenverflochtenen Prinzip erfolgen, und die Geschwindigkeit, mit welcher der Speicher abgefragt wird, kann sich von der Einschreibgeschwindigkeit unterscheiden. Außerdem können bestimmte Funktionen, für die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Analogtechnik angewandt wird, auch durch gleichwertige Digitalschaltungen realisiert werden. So kann z.B. zur Steuerung der Dreizustandstreiber nach Fig. 11 eine logische Schaltung verwendet werden, die auf verschiedene bestimmte Zählwerte eines Zählers anspricht, der Hilfsträgerperioden zählt und durch dns Aus-

- 40 -

- 40 gangssignal des Überlaufdetektors 1156 getriggert wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nur die Auflösung der Leuchtdichte erhöht. Dieselbe Technik kann ,iedoch auch angewendet werden, um die Auflösung eines Parbdifferenzsignals zu erhöhen. Es sei jedoch erwähnt, daß bei der derzeitigen Praxis der von den geltenden Normvorschriften eingeräumte Spielraum hinsichtlich des Farbdifferenzsignals sowieso nicht voll ausgenutzt wird. Die in den USA geltende FCC-Norm beispielsweise erlaubt für das Farbdifferenzsignal I eine Bandbreite von 1,5 MHz, während das Signal in der Praxis eine Bandbreite von nur 500 KIIz hat. Wenn man also den durch die Norm für das normalauflösende Farbfernsehen eingeräumten

1S Spielraum voll zur Verbesserung der Farbauflösung ausnutzt, dann besteht kaum die Notwendigkeit, die vorliegende Erfindung auch zur proportionalen Erhöhung des Auflösungsvermögens in der Farbinformation anzuwenden.

Bei den zuvor beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen für ein kompatibles hochauflösendes Fernsehsystem wird der Abtastfleck in der Kamera (Fig. 4) gewobbelt, um die Auflösung des Bildes sowohl in der Horizontalrichtung als auch in der Vertikalrichtung zu verdoppeln. Das gesendete brei-

P^ terbnndige Sign.nl ist kompatibel mit normalauflösenden Fernsehempfängern. Die schmale Bandbreite solcher Empfänger hat den Effekt, daß die Werte benachbarter Bildpunkte sowohl in Horizontal- als auch in Vertikalrichtung gemittelt werden. Im hochauflösenden breiterbandigen Fernseh-

;;0 empfänger wird der Abtastfleck so synchronisiert, daß er in gleicher Weise wie der Abtastfleck in der Kamera gewobbelt wird. Die Wobbelung erfolgt mit einer Frequenz, die gleich einem ungeradzahligen Vielfachen der halben Horizontal- oder Zeilenabtastfrequenz ist, so daß im Verlauf von vier aufeinp.nderfolgenden Teilbildern ein vollständiger hochauflösender Raster von Bildpunkten geschrieben wird.

Die Wobbelung des Abtastflecks mit einem ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfreauenz kann jedoch den Nachteil haben, daß bestimmte Abtaststrukturen auf dem . Fernsehempfänger sichtbar und vom Zuschauer als störend empfunden werden. Wenn der Fleck mit einem ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfreauenz gewobbelt wird, unterscheidet sich die Wobbeiphase in aufeinanderfolgenden Zeilen eines gegebenen Teilbildes um jeweils 180°. Daher zeigt die Abtastzeilenstruktur eine sichtbare hochfrecuente Modulation des Zwischenraums zwischen benachbarten Zeilen desselben Tei]bildes, wodurch das Bild ein Aussehen bekommt, als wäre ihm ein Muster schwarzer Punkte überlagert. Die Zwischenzeilen eines Teilbildes legen sich nicht über die schwarzen Zwischenräume des vorhergehenden Teilbildes, und daher erscheint das Muster schwarzer Punkte bewegt, entweder in vertikaler oder in horizontaler Richtung oder in einer der vier 45 -Richtungen.

Dieses mit der beschriebenen Wobbelung zusammenhängende Problem sei anhand der Fig. 1⁷j näher erläutert. Die Fig. 13a zeigt schematisch die Struktur der Abtastzeilen. Da sich die Wobbeiphase von Zeile zu Zeile eines gegebenen Teilbildes um 180 unterscheidet, zeigt die Zeilenstruktur eine sichtbare hochfreoiuento Modulation des schwarzen Zwischenraums zwischen den Zeilen, die in der Fig. 1'^:a als Folge schattierter Rauten 720 zu erkennen ist. Die dunklen Rauten 720 erscheinen auf dem Bild in einer Diagonalrichtung bewegt. Diese Bewegung kann vom Zuschauer als störend empfunden werden.

Wenn die Frequenz der Wobbelung des Abtastflecks so gewählt wird, daß sie ein geradzahliges Vielfaches der halben Zeilenfrequenz ist, dann erscheint ein Fischgrätenmuster im Bild. In diesem Fall liegen die Zwischenabtastzeilen eines Teilbildes auf den schwarzen Zeilen des vorhergehenden Teilbildes, jedoch werden nicht alle Bildelemente eines hochnu.n ögenden Ροτη nehmst ers abgetastet, so

- 42 -

- 42 daß die volle Auflösung des Bildes nicht erreicht wird.

In der Fig. 14a ist ein Abtastmuster gezeigt, bei welchem die Wobbelung mit einem geradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz erfolgt, d.h. mit 2nf_H/2, um ein Fischgrätenmuster aus geschlängelten Linien oder Zeilen zu bilden, die mit 1, ?, 3 und 4 bezeichnet sind, um ihre jeweilige Zuordnung zu den Teilbildern der vierteiligen Teilbildfolge zu veranschaulichen (die Abtastlinie 1 hat einen willkürlich gewählten Anfangspunkt). Ein Teilbild dieses Musters ist schematisch in Fig. 13b dargestellt. Der schwarze Bereich des Fischgrätenmusters wird vollständig durch das nächstfolgende Teilbild gefüllt, so daß das sich bewegende Punktmuster nach Fig. 13a eliminiert ist. Wie jedoch in Fig. 14a zuerkennen ist, tastet der Strahl aber nicht alle Bildpunkte des vollständigen hochauflösenden Fernsehrasters ab.

Die Fig. 14b zeigt ein Wobbeimuster, bei welchem zum ei-PO ⁿen die rautenförmige Modulation nach Fig. 1Ja eliminiert ist und zum anderen alle Bildpunkte des hochauflösenden Rasters abgetastet werden. Gemäß der Fig. I4b erscheinen die Wobbeiperioden mit einem geradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz (d.h. mit einer Frequenz n2f_H/2), so daß das Wobbeimuster jeweils phasengleich bei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen (p, p+1; p+4, p+5 des Teilbildes 1) in einem Teilbild und in einem Vollbild (p2, p+3; P+6, p+7 des Teilbildes 2) sind. Um die Verflechtung der Wege des Abtastflecks bzw. die volle Ab- ^O deckung des hochnuflösenden Fernsehrasters zu erreichen, wird die Wobbeiphase bei abwechselnden Vollbildern invertiert. Bei diesem Abtastschema ergibt sich ein Fischgrätenmuster, welches im Verlauf zweier ganzer Vollbilder vollständig gefüllt wird.

Bed dem Cchema nach Fig. 14b werden die Bildpunkte durch die hochauflösende Kamera nach Fig. 4 (welche gemäß der

15 modifiziert ist) mit einer Wobbelfreauenz gleich dem Vierfachen des Farbhilfsträgers C^f_sc) abgetastet. Dies bedeutet eine Bildpunkt-Abfragefrequenz von 8f

oder 182Of-TT, wobei T„ die Horizontal- oder Zeilenabtast-

JlI ⁷ Π

frequenz ist und die ganze Zahl 1ß?O so ausgesucht ist, daß sich eine Abfrage oder Sample—Frequenz vom Achtfachen des Farbhilfsträgers ergibt. Die Phase der Wobbelung wird bei abwechselnden Vollbildern invertiert. Das heißt, während der Abtastung der η-ten Zeile eines ersten Teilbildes (1) eines ersten Vollbildes führt die Wobbelung zur Abfrage derjenigen BiIdpunktgruppe, die nacheinander die Bildpunkte 610, 612, 614, 616, 618... enthält. Es sei erwähnt, daß der geschlängelte Weg, der aufgrund der Rasterwobbelung mit einem geradzahligen Vielfachen der halben Z eil en fr eau en ζ verfolgt wird, in zeitlich aufeinanderfolgenden Abtastzeilen phasengleich verläuft. So liegt z.B. das Muster der Bildpunkte (D 610, 612, 614 der η-ten Zeile in der gleichen räumlichen Orientierung wie das Muster der Bildpunkte © 620, 622, 624 der nächsten Zeile n+1 des ersten Teilbildes im ersten Vollbild. Nach dem Ende des ersten Teil bildes wird ein zweites damit verflochtenes Teilbild (2) abgetastet, wobei zu gegebener Zeit die Bildpunkte @ 626, 628, der Zeile q aufgesucht werden, die zwischen den Zeilen η und n+1 eingeflochten ist.

Während des ersten Teilbildes (3) des nächstfolgenden (zweiten) Vollbildes werden die Bildpunkte X 632, 634, 636, 638 ... der Zeile η aufgesucht, und dann die BiIdpunkte X (nicht beziffert) der Zeile n+1. Beim zweiten Tei3bild (4) des zweiten Vollbildes werden die Bildpunkte X (nicht beziffert) der Zeile α sondiert, die entsprechende Lage wie die Bildpunkte X der Zeile n+1 im zweiten Vollbild haben. Es sei angemerkt, daß die zweite Gruppe X der während des zweiten Vollbildes sondierten Bildpunkte eine vollständig andere Gruppe ist als die Bnldpunkte © des lOfO-ze:]igen hochauflösenden Rasters.

Wie oben erwähnt, wird die Phase des Wobbelsignals in abwechselnden Vollbildern invertiert, damit bei der hier beschriebenen Wobbelung mit einem geradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfreemenζ die volle Auflösung eines Rasters erreicht wird. Würde man die Phase des Wobbelsignals nicht invertieren, dann wurden die Bildpunkte 632, 634-, 636, 638 der Zeile η nicht in abwechselnden Vollbildern (d.h. ein über das andere Vollbild) abgetastet, stattdessen wurden in jedem Vollbild die Bildpunkte 610, 612, 614·, 616 aufgesucht. Durch Invertierung des V/o bb el signals bei abwechselnden Vollbildern wird im Falle, daß ein reradzahliges Vielfaches der halben Zeilenfrequenz für die Wobbelung verwendet wird, ein Bild mit voller Auflösung erhalten. Anhand der Fig. 15 sei erläutert, wie die Phasenumkehrung erfolgen kann. Um die Phase der Abtastwobbelung zu invertieren, wird die Kamera nach Fig. 4 modifiziert, indem ein Schalter 27 und ein Inverter 29 zwischen den Wobbeisignal generator 28 und die Hilfs-Ablenkwicklung 26 eingefügt werden. Der Schalter 27 wird mit einer Fr eauenz betätigt, die gleich der Vollbildfrequenz ist, d.h. gleich der halben Vertikal- oder Teilbildfrequenz, also f /2. Auf diese Weise erfolgt die Kopplung des vom Generator 2F gelieferten Signals zur Hilfs-Ablenkwicklung 26 abwechselnd über den Inverter ?9 und eine Leitung 31. Da-

2^r-> durch wird die Phase den Wobbelsignnls mit der Vollbildfrequenz invertiert. Der Wobbelsignalgenerator 28 nach Fig. 15 erzeuge beispielsweise ein Signal der Freauenz 14,3 MHz Of ).

SO

Durch die in Verbindung mit den Figuren 13 bis 15 beschriebenen Maßnahmen wird ein hochauflösendes Fernsehsignal erzeugt, worin die hochauflösenden Komponenten Teile sowohl für die Vertikalauflösung als auch die Horizontalauflösung enthalten. Was die übertragung und den Empfang eines hochauflösenden Fernsehsignals über einen Kanal begrenzter Bandbreite anbetrifft, kann auf die Beschreibung der Figuren 10 bis Λ? verwiesen werden. Dort wurde ein Sender beschrie-

- 4-5 -

ben, der hochauflöcende Leuchtdichtesignale sowie Farb- und Synchronsignale empfängt und daraus ein kompatibles Signal zur Weiter]eitung über einen Kanal begrenzter bandbreite erzeugt. Die hochauflösenden Komponenten unbewegter Teile des Bildes sind innerhalb der Vertikal- und Horizontalaustastintervalle versteckt untergebracht. Außerdem wurde ein hochauflösender Fernsehempfänger beschrieben, der die in dieser Weise übertragenen hochauflösenden Signale empfangen kann.

Die Fig. 16 zeigt teilweise in Blockform eine Anordnung zur Erzeugung eines hochauflösenden Farbfernsehsignals, in welcher ein zusammengesetztes Wobbelabtaetsignal erhalten wird durch digitale Verarbeitung eines Signals von einer in fortschreitender Abtastung betriebenen Kamera, worin die Horizontalablenkung in einer Linearen V/eise erfolgt und ein Ein ζeilenspeieher zur Herbeiführung der Wobbelung verwendet wird. Die Figuren 17 bis 19 dienen zur Erläuterung der Arbeitsweise des hochauflösenden Systems nach Fig. 16. Die Fig. 17a zeigt einen Teil des Rasters der hochauflösenden Kamera 1202 (Fig. 16). Dargestellt sind einzelne Subrasterzeilen A, B, C, usw.. Die Bildpunkte in der Zeile A sind mit A1 bis A1820 bezeichnet, die Bildpunkte in der Zeile B mit B1 bis B182O, usw..

Die hochauflösende Fernsehkamera 1202 wird so betrieben, daß sie in Horizontalrichtung mit einer Frequenz abgelenkt wird, die gleich dem Vierfachen der Horizontal- oder Zeilenfrequenz einer normalauflösenden Kamera ist (also gleich 4fυ), um 1050 Zeilen pro Vertiknldurchlauf abzutasten. Die Vertikalablenkung der Kamera erfolgt mit der gleichen Frequenz wie im Falle einer normalauflösenden Kamera (also fy). Die Rot-, Grün- und Blau-Ausgangssignale -R₁ G und B der Kamera 1202 werden in einer Matrixschaltung 1204 matriziert, um in der üblichen Weise das Leuchtdichtesignal Y und die I- und O-Signale zu gewinnen. Diese Signale werden durch eine Torschaltung 1206 geleitet, die mit einer Frequenz gleich der halben TTorizontalabtastfrequenz der

- 46 -

Kamera 1PO? (d.h. f^) tnktgesteuert wird, um jeweils ein über das andere Zeilenpaar durchzulassen, d.h. z.B. die Signale der Zeilen 1 und 2, 5 und 6, 9 und 10, usw. während der Teilbildes 1, 3 und weiterer ungeradzahliger Teilbilder des kontinuierlichen 4—Teilbild-Rasters nach Pig. 17b. In dieser Figur stellen die durchgezogenen Linien die über die Torschaltung 1?06 übertragenen Zeilen dar, während die gestrichelten Linien die von der Übertragung ausgeschlossenen Zeilen darstellen. Während der Vertikalabtastung des Teilbildes 2 und folgender geradzahliger Teilbildes lni?t die Torschaltung 1206 die Zeilen 3 und 4-, 7 und B, 11 und 12, usw. des kontinuierlichen 4~ Teilbild-Rffsters nach Fig. 17b durch. Die I- und Q-Signa-Ie werden in zugehörigen Tiefpaßfiltern 1208 und 1210 auf etwa ein Viertel (z.B. 8 MHz) der Bandbreite des Y-Signals (z.B. ungefähr 32 MHz) tiefpaßgefiltert. Wegen der schnellen Abtastung haben nämlich, die Signale R, G und B sowie auch die Signale Y, I und Q eine achtmal so hohe Bandbreite wie im Falle eines normalauflösenden Signals (NTSC), obwohl die Zeit nur 50$ beträgt. Der Faktor 8 kommt daher, daß die Horizontalabtastfrequenz viermal so hoch wie im Normalfa]! ist und daß das hochauflösende Signal die doppelte Auflösung (Hochfrequenzgehalt) gegenüber dem normalauflrsenden Signal hat. Um also die Signale Y, I und Q

2^ri mit einer Geschwindigkeit abzufragen, die äquivalent dem Vierfachen des Farbhilfsträgers ist (d.h. 4-f ), muß die

SO

Abfragefreauenζ im vorliegenden Fall das 52-fache des Farbhilfsträgers sein (dh. 32f ).

fc.3 C

Die Signnle Y, I und 0 werden in Analog/Digital-Wandlern (A/D-Wandler) 1212, 1214- und 1216 in Digitalform umgewandelt. Da die Abfragefrenuenz gleich 32f ist, müssen die

SC

A/D-Wandler mit dieser Frequenz arbeiten. Um diese hohe Geschwindigkeit zu erreichen, können die Wandler 1212, 1214- und 1216 dadurch realisiert werden, daß man für jeden dieser Wandler eine Vielzahl einzelner A/D-Wandler verwendet und die Daten im Multiplex verarbeitet;

- 4-7 -

Die Fig. 18 zeigt in einem Zeitdiagramm Abfragewerte ("Proben") der Signale des hochauflösenden Systems nach Fig. 16. Die Einzeldiagramme 18a, I8e und I8i zeigen die zeitliche Folge der Ausgangsinformation des A/D-Wandlers 1212, worin zweizeilige Lücken vorkommen, welche durch die Wirkung der Torschaltung 1206 geschaffen werden, die nur jedes zweite Zeilenpaar durchläßt.

Die Codierung eines zusammengesetzten Signals an der Signalquelle durch digitale Mittel wird erleichtert, indem man für die Abfragefrequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Farbhilfsträgerfreemenζ verwendet, z.B. 4f_gc. Di© iⁿ der Fig. 17a bei ,iedem (Sub-) BiI dp unkt angegebenen Phasenwinkel gelten für den Fall einer Wobbelung mit der Frequenz 4f und einer hochauflösenden Abfrage mit ^f₀-,. Die in der

SC oC

Fig. 17a angegebenen Phasenwinkel der hochauflösenden Bildpunkte sind diejenigen, die den Bildpunkten zugeordnet werden müssen, um die gewünschte Kompatibilität mit einem normalauflösenden Empfänger zu garantieren, der die hochfrequenten Komponenten oberhalb der normalauflösenden Bandbreite (d.h. oberhalb A-,2 MHz) ausfiltert.

Um die richtigen Phasenwerte zu bekommen, werden die abgefragten Signale Y, I und Q in einer Matrixschaltung 1218 so kombiniert, daß folgende Signale entstehen: Y + Y, Y + 1/V2 (I + Q), Y + I, Y + 1/V2 (I - Q), Y - Q, Y - 1/ Y"2 (I ₊ Q), Y-I und Y - 1/λΛ^ (I - Q). Diese Signale stellen in der angegebenen Reihenfolge die Abfragewerte bei den Phasenwinkeln 0°, 45°, 90°, ... 315° des Farbhilfsträgers f dar. Die mit der Frequenz von 32f_e„ er-

so se

scheinenden Ausgangssignale der Matrix werden durch einen mit der Frequenz 32f _rt weiterschaltenden Wählschalter 1220 nacheinander und in solcher Zuordnung ausgewählt, daß auf zwei Leitern 1222 und 1224 zwei Ausgangssignale erschei- $5 nen, die sich um 180° der Hilfsträgorphase unterscheiden. Bei diesen Signalen handelt es sich um Abfragewerte, die aus abwechselnden Zeilenpaaren abgeleitet sind, wobei die

- 48 -

_ 48 -

Zeilenfrequenz gleich dem Vierfachen der Zeilenfrequenz des normalauflösenden Systems ist (also ^f_n ). Während der fehlenden abwechselnden Zeilenpaare sind zeitliche Lücken im ,Signal. Ein Schalter 1226 arbeitet mit der Norraalauflösungs-Zeilenfreouenz (%)* um den Parbhilfsträger bei jeder vierten Zeile der hochauflösenden Abtastung zu invertieren, was jeder zweiten Zeile des Normalsystems entspricht. So ist z.B. in Fig. 17 die Phase der Abfragen für die Zeile B gegenüber derjenigen für die Zeile C invertiert, und auch zwischen den Zeilen P und G besteht diese inverse Phasenbeziehung.

Abwechselnde Abfragen oder Proben werden von einer Torschal tun ^ 1228 derart durchgelassen, daß ungeradzahlig

1f, numerierte Proben, nämlich die Proben A1, A3, A5, ·.., R1, Β?, B5, ..., C1, 03, C5,..., D1, D.⁷', D5, ··· zu einem ersten (ungeraden) Ausgang der Schaltung 228 gelangen, während geradzahlig numerierte Proben A2, A4, A6, ..., B2, B4, B6, ..., 02, 04, 06, ..., 02, D4, D6, ... zum anderen (geraden) Ausgang der Schaltung 1228 laufen. Das heißt, die von der Schaltung 228 weitergegebenen Signale werden einem Schalter 1230 zugeführt, der mit dem Vierfachen der normalen Horizontalfrequenz arbeitet, also mit der Horizontalabtastfrequenz der Kamera. Ein zweipoliger Umschalter 1232 wird mit der halben Vertikalfrequenz betätigt (also mit fy/2). Der Umschalter 1232 bewirkt die zur Herbeiführung der vollen Auflösung notwendige Polaritätsumkehr bei abwechselnden Vollbildern.

Durch einen weiteren Umschalter 1236 (der z.B. mit einer Preouenz von J>?.f betätigt wird) wird zwischen dem Aus-

SO

gang einer Verzögerungseinrichtung 1231 und einem Leiter 1234 umgeschaltet, so daß Abfragewerte abwechselnd von der Verzögerungseinrichtung 1231 und vom Leiter 1234 ausgewählt werden, um in einer Wobbeiart die Bildpunkte der Subrasterzeilen nach Fig. 17a entsprechend der hier beschriebenen Wobbelung zu vermischen.

- 49 -

Die Arbeitsweise der Torschaltung 1228, des Schalters 1230, des Doppelumschalters 1?⁷>2, der Verzögerungseinrichtung 1231 und des Um sch η It err. 1236 seien nachstehend anhand der Figuren 17 bis 19 erJHutert. In der Schaltungsanordnung nach Fig. 19 sind UND-Glieder I5O2 und 1504 mit jeweils ihrem einen Eingang 15Ο6 bzw. 15Ο8 an den Eingangsleiter 1229 angeschlossen. Die zweiten Eingänge 1510 und 1512 der UND-Glieder 1502 und 1S04 sind über einen Umschalter 1514 an einen mit 32f„_ arbeitenden Taktgeber 15I6 an-

so

geschlossen. Der Umschalter 1514 wird mit der halben Frequenz des Taktgebers 15I6 betätigt, um die UND-Glieder 1502 und 1504 abwechselnd zu aktivieren. Im Betrieb werden vom Schalter 1226 kommende Abfragewerte, wie sie im Zeitdiagramm 18a gezeigt sind, abwechselnd auf die Ausgänge der UND-Glieder 1502 und 1504 durchgegeben, so daß "ungerade" Abfragen zum Ausgang des UND-Gliedes 1504 und von dort zu einem Eingang des Schalters 1232 gelangen, während "gerade" Abfragewerte zum Ausgang des UND-Gliedes 502 und von dort zum anderen Eingang des Schalters 1232 gelangen. Wenn also der Schalter 1232 ungerade Abfragewerte im Teilbild 1 des Vollbildes 1 irgendeiner Abtastfolge leitet (Schalter 1232 nach links gestellt), dann werden ungerade Bildpunkte ungerader Zeilen, z.B. die Punkte A1, A3, usw., über die Schalter 1230 und 1232 auf die Verzögerungseinrichtung 1231 gegeben, während gerade Bildpunkte gerader Zeilen, z.B. die Punkte B2, B4, usw. über die Schalter 1230 und 1232 auf den Leiter 1234 gegeben werden. Das Zeitdiagramm 18b veranschaulicht, wie die Folge der Abfragewerte zur Verzögerungseinrichtung 12⁷>1 oder zum Leiter 1234 gelangt. Der Umschalter 1236 vermischt die Abfragewerte von der Verzögerungseinrichtung 1231 und vom Leiter 1234 derart, daß die geraden Abfragewerte zwischen die ungeraden Abfragewerte gesetzt werden, wie es das Zeitdiagramm 18c zeigt.

Beim nächsten Teilbild, d.h. beim Teilbild 2 des Vollbildes 1, werden ungerade AbfraRewerte aus den Zeilen C, G,

- 50 -

usw. zur Verzögerungeinrichtung 12J>1 und gerade Abfragewerte aus den Zeilen D, H₁ usw. auf den Leiter 1PJA gekoppelt (vgl. Zeitdigramrn I8f). Der Umschalter 1236 arbeitet so, daß die geraden Abfragewerte, d.h. D2, D4-, .,., D1820, usw. zwischen die ungeraden Abfragewerte C1, CJ₁..., C1819, usw. eingefügt werden, um den Effekt einer gewobbelten Abtastung zu bekommen (vgl. Zeitdiagramm 18g).

Beim nächsten Teilbild, welches das erste Teilbild des zweiten Vollbildes ist, wird der Schalter 1232 nach rechts gestellt, so daß gerade Abfragewerte durch die Verzögerungseinrichtung 1?31 gelenkt und ungerade Abfragewerte zum Leiter 123^ gekoppelt werden. .Somit werden gerade Abfragewerte aus den Zeilen A, E, usw. zur Verzögerungsein-

1f> richtung 1231 und ungerade Abfragewerte aus den Zeilen B, P, usw. zum Leiter Λ2⁷Α gelenkt (vgl. Zeitdiagramm I8j). Der Umschalter 1236 funktioniert dann so, daß die geraden Abfragewerte A2, A4, A6, ... zwischen die ungeraden Abfragewerte B1, B3, B5, ... B1819 gesetzt werden, um den Effekt der Wobbeiabtastung zu erhalten (vgl. Zeitdiagramm 18K).

Diese abwechselnden Abfragewerte aus benachbarten vermischten Zeilen werden auf einen Puffer 1238 vom sogenannten FIFO-Typ (First-In-First-Out , d.h. Ausgabe in der Reihenfolge der Eingabe) gegeben. Der Puffer 1238 kann eine Ver-

P^r) zögerungsleitung senn, die genügend Raum hat, um die Daten einer Zeile zu speichern (d.h. 1820 Abfragewerte oder Bildpunkte). Die Daten werden in den Puffer 12o8 mit einer Taktfrequenz von 3?f _n eingeschleust und mit einer Taktfrequenz ausgelesen, die gleich einem Viertel der Eingabe-Taktfrequenz ist, also gleich 8f . Infolge dieses Unterschiedes in der Eingabe- und Ausgabegeschwindigkeit des Puffers 1238 werden sowohl diejenigen Lücken entfernt, welche durch die abwechselnde Zeilenpaare abwechselnder Töilbilder durchlassende Torschaltung 1206 entstanden sind, als auch die durch die Verzögerungseinrichtung 1231 eingeführten Lücken. Die Zeitdiagramme I8d, 18h und 181 zeigen die Abfrngewerte, wie sie verlangsamt und ohne Lücken aus

- 51 -

dem FIFO-Puffer 1?:'>P> ausgelesen werden. Diese Abfragewerte (Ausgang des Puffers 123^) stellen dos zusammengesetzte Wobbelsignal dar. Das vom Puffer 1238 gelieferte Digitalsignal wird in einem Digital/Analog-Wandler (D/A-Wandler) 124-2 in Analogform umgewandelt und in einem Filter 1242 entzerrt, welches eine Impulsfunktion (Tmpulsantwort) hat. Das gefilterte Signal kann als analoges, in

sm. χ

χ
Wobbelabtastung hocbauflösendes Fernsehsignal mit der Technik übertragen werden, wie sie weiter oben in Verbindung mit den Figuren 10 bis 12 beschrieben wurde. Dieses • Signal hat den Vorteil, daß es mit normal auflösenden Empfängern kompatibel ist.

Um sicherzustellen, daß in einem hochauflösenden Bild die Qualität nicht durch Erscheinungen aus der Abtaststruktur beeinträchtigt wird, die mit der Wobbelung des Abtastflecks zusammenhängen, kann ein zeiienabtastender Fernsehmonitor 1602 verwendet werden, wie er in Fjg. 20 dargestellt ist. Im Monitor nach Fig. 20 wird ein Raster 1606 aus Horizontalzeilen in fortschreitender Abtastung gebildet, der in ,iedem dargestellten Teilbild ein Bild mit voller Auflösung wiedergibt. Bei diesem System wird jeder im Wobbeimuster übertragene Bildpunkt an seiner richtigen Steile in einem Vollbildspeicher 1604 mit direktem Zugriff gespeichert, bis ein vollständiges hochauflösendes Fernseh-Vollbild (d.h. 4 NTSG-Teilbilder) zur Wiedergabe in fortschreitender Abtastung bereitsteht. Der Vollbildspeicher 1604 ist ein 1050-Zeilen-Speicher, dem ein Schreibadressengenerator 1608 und ein Leseadressengenerator 1610 zugeordnet ist. Diese Anordnung eliminiert das Subpunktflimmern durch Speicherung eines hochauflösenden Vollbildes von 1050 Zeilen. Die Information wird an der ,-jeweils richtigen Stelle mit der Geschwindigkeit des ankommenden Signais eingespeichert, indem der Schreibadressengenerator 160λ mit Hilfe eines Signals gesteuert wird, das von einer Burst-Abtrennstufe 1612 und einer Synchronsignal-Abtrennstufe 1614 abgeleitet ist. Ein lokaler Syn-

- ^Γ->2 -

chronsignalgenerator 1616 bestimmt die Auslesegeschwindigkeit und steuert außerdem den Ablenkgenerator. Die Auslesegeschwindigkeit könnte im Prinzip unabhängig von der Geschwindigkeit des ankommenden Signals sein und kann den Vorteil einer fortschreitenden (d.h. nicht-verflochtenen) Abtastung bringen, normalerweise wäre jedoch die Auslesegeschwindigkeit über eine Verzögerungseinrichtung 1618 mit der Schreibgeschwindigkeit zu synchronisieren. Die Verzögerung ist z.B. so gewählt, daß mindestens drei Teilbilder in den Vollbildspeicher 1604- eingeschrieben werden, um die ersten beiden Zeilen des Rasters nach Fig. 14-b füllen zu lassen. Eine maximale Qualität des hochauflösenden Fernsehbildes wäre auch zu erreichen, wenn die hochauflösenden Farbkomponenten getrennt von

1^r3 der Leuchtdichte übertreffen würden. Um jedoch eine volle Kompatibilität mit NTSC-Empfängern hinsichtlich der Farbe zu erreichen, muß das normalauflösende Farbsignal einem Träger von 3»5^ MHz aufmoduliert sein, und dies impliziert gemeinsame Übertragung.

In der Fig. 21 ist ein hochauflösender Fernsehempfänger dargestellt, der Z ei J. en speicher anstelle eines Vollbildspeichers verwendet. Der Empfänger nach Fig. 21 tastet in Korizontalrichtung mit einer Frequenz ab, die doppelt so hooh wie die normale PIo rizo nt al frequenz ist, also -31 »5 KHz im Faille des NTSC-Systems. Der Empfänger nach Fig. empfängt nn der Eingangsklemme 1702 ein hochauflösendes Signa] in einem Wobbeiformat. Dieses Signal wird von einer hochauflösenden Bildröhre 1704 in einer linearen V/eise

JO wiedergegeben. Die Bildröhre wird in Vertikalrichtung mit der gewöhnlichen Vertikalablenkfrequenz abgetastet, während die Abtastung in ITorizontalrichtung doppelt so schnell wie im Falle eines normalauflösenden Systems ist, also gleich Pfpj. Das hochauflösende Signal an der Klemme 1702 wird gleichzeitig einem A/D-Wandler 1706 und einer Synchronsignal -Abtrennstuf e 1708 angelegt. Letztere trennt die Vertikal- und Horizontalsynchronsignale ab. Die Kori-

- 53 -

zontalsynchronsignale werden einer phasensynchronisierten Schleife 1710 für die Frequenz ?f_H angelegt, um ein Ablenksignal mit der Frequenz 2f_H zu erzeugen, die doppelt so hoch ist wie die Horizontalfrequenz eines normalauflösenden Systems. Die Abtrennstufe 170Π enthält Einrichtungen, um eine derartige Wobbelung in der Abtastung zu bewirken, daß Zeilen in abwechselnden Zeilenpaaren geschrieben werden und zwischen diesen Paaren Raum bleibt, um die abwechselnden Zeilenpaare des nächsten Teilbildes zu schreiben. Das entsprechende Vertikalsteuersignal von der Abtrenn stufe 170Γ. wird an die Vertikalablenkwicklung 171? der Bildröhre 1704 gelegt. "Das mit dem Doppelten der normalen Horizontalfrequenz auftretende Horizontalst euersip;-nal (?1,5 KHz) wird an die Horizontalablenkwicklung 1714 gelegt. Bei einer Horizontalablenkfrequenz von 13,5 KHz hat jede Abtastung über die Fläche der Bildröhre 1714- eine Periode von 1/2f_H·

Das Eingangssignal hat die Form des vom Sender nach Fig.

16 gesendeten Signals, worin die "ungeraden" Abfragewerte aus einer hochauflösenden Fernsehzeile mit den "geraden" Abfragewerten einer benachbarten hochauflösenden Fernsehzeile vermischt sind. Eine Gruppe von FIFO-Puffern 1716-17?? dient zur Trennung abwechselnder Exemp]are der zeitlieh aufeinanderfolgenden Abfragewerte, die in einer Zeile eines Wobbelabtastsignals auf zwei Zeilen einer hochauflösenden Zeilenabtastung aufgeteilt werden. Diese beiden Zeilen können in einem Zeilenraster eines hochguflösenden Wiedergabegeräts wie z.B. der Bildröhre 1704 dargestellt werden. Die Puffer 1716-1722 sind z.B. "Gummi"-Puffer vom FIFO-Typ für 910 Abfragewerte.

Die Arbeitsweise des Systems nach Fig. 21 ist folgende. Der A/D-Wandler 1706 fragt das ankommende Signal mit der hochauflösenden Frequenz ab, d.h. mit 8f , welches die

Sv

Frequenz ist, mit der die Abfragewerte vom Sender nach Fig. 16 gesendet werden. Ein Schalter 17?4 schaltet mit

der halben Zeilenfrequenz einer normalauflösenden Abtastung (d.h. mit i*«/2) um, um abwechselnde Exemplare der ankommenden Horizontalzeilen in die Puffer 1716, 1718 bzw. in die Puffer 1720, 1722 zu übertragen. Ein Schalter 1726 schaltet mit der vierfachen Hilfsträgerfrequenz 4f um, um abwechselnde Exemplare der zeitlich aufeinanderfolgenden Abfragewerte in den Puffer 1716 bzw. den Puffer 1718 zu geben. Wenn z.B. die erste Zeile des Teilbildes 1 im Vollbild 1 eines hochauflösenden Signals empfangen wird, dessen Schema in Fig. 17a dargestellt ist, dann werden die ungeraden Abfragewerte der Zeile A, d.h. die Abfragewerte Al, A3, A5, usw. in den Puffer 1716 gegeben, während die geraden Abfragewerte der Zeile B, d.h. die Abfragewerte B2, B4, B6 usw. in den Puffer 1718 gegeben werden. Wenn die Puffer 1716 und 1718 gefüllt sind, wird das Signal aus dem Puffer 1716 ausgelesen, um beim hier beschriebenen Beispiel die ungeraden Abfragewerte der Zeile Λ zu schreiben. Nachdem der Puffer 1716 geleert ist, wird die nächste Zeile, d.h. die Zeile B, aus dem Puffer 1718 geschrieben. Während die Puffer 1716 und 1718 ausgelesen werden, wird das Signal aus der nächsten Zeile über die Schalter 1724 und 1728 in die Puffer 1720 und 1722 eingeschrieben. Beim vorliegenden Beispiel enthält gemäß Fig. 17a die zweite Zeile des Teilbildes' 1 im Vollbild 1 die ungeraden Abfragewerte aus der Zeile E und die geraden Abfragewerte aus der Zeile F. Der Schalter 1728 arbeitet wie auch der Schalter 1726 mit dem Vierfachen der Hilfsträgerfrequenz (4f ), um die zeitlich aufeinanderfolgenden Abfragewerte abwechselnd in den Puffer 1720 und den

'",ο Puffer 17'?? zu geben.

Auf der Ausleseseite wird das Signal aus den Puffern 1716 und 1718 über einen mit der normalen Horizontalfreauenz f\-r

betätigten Schalter 17;'O und einen mit der halben Horizontalfreauenz fg/2 betätigten Schalter 1732 auf einen D/AWandler 1734 gegeben, der mit ?-f__ betrieben wird und worin die Signale in Annlogform umgewandelt werden, um sie auf

- 55 -

der Bildröhre 1704 darzustellen. Das Analogsignal vom D/A-Wandler 1734- v/ird in einer Video-Verarbeitungseinheit 1736 verarbeitet und einer End- oder Treiberstufe 173?· zugeführt, um es unter Verwendung einer Horizontalabtastfrequenz, die doppelt so hoch wie die Horizontalfrequenz bei Normalauflösung ist, auf der Bildröhre 1704· darzustellen. Der Schalter 174-0 arbeitet in ähnlicher Weise wie der Schalter 1730, um abwechselnde Zeilen des hochauflösenden Signals über die Elemente 1732, 1734, 1736 und 1738 zur Darstellung auf der Bildröhre 1704· zu bringen. Die Umschaltung des Schalters 173? erfolgt gegenpbasig zu derjenigen des Schalters 1724-, so daß während derjenigen Zeit, in welcher Zeilen in das eine Pufferpaar geschrieben werden, das Signal aus dem anderen Pufferpaar ausgelesen werden kann. So werden z.H. die Zeilen E und F des Teilbildes 1 im Vollbild 1 des vorherigen Beispiels in die Puffer 1720 und 1722 geschrieben, während die Zeilen A und B des Teilbildes 1 im Vollbild 1 aus den Puffern 1716 und 1718 ausgelesen werden. In der nächsten Sequenz werden die Signale aus den Puffern 1720 und 1722 ausgelesen, während die Puffer 1716 und 171^R gefüllt werden« Die Fir. 21 zeigt ein zeilenabtastendes Wiedergabes.ystern zur Darstellung eines hochauflösenden Videosignals, das im Format gewobbelter Abtastung gesendet worden ist. Bei diesem System kann eine hochauflösende Darstellung unter Verwendung von vier Zeilenpuffem mit jeweils einer Kapazität von 910 Abfragewerten erfolgen oder mit Hilfe zweier Zeilenpuffer mit ,jeweils einer Kapazität von 1810 Abfragewerten. Beim System nach Fig. 21 braucht es vier Teilbil- der, um ein vollständiges hochauflösendes Fernsehbild darzustellen.

Natürlich können die beschriebenen Ausführungsformen, die nur als Beispiel anzusehen sind, verschiedene Modifikationen erfahren. So können einzelne Funktionen statt mit Hilfe der beschriebenen Digitaltechnik auch unter Verwendung entsprechender Analogtechnik realisiert werden. Umgekehrt

- 56 -

kann dort, wo die Anwendung der Annlogtechnik beschrieben wurde, eine entsprechende Digitaltechnik angewendet werden. Die Erfindung läßt sich ebensogut mit zeilenverflochtener Abtastung wie mit fortschreitender Abtastung realisieren.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Fernsehsystem mit girier Erzeup-unrseinriohtunr ?-um Erzeup-en von Fernsehsignal en, welche die Information eines "Bildes enthalten, und mit einer Wi ederrabeeinricbtunsr zur T)3rste]lunR: eines Bildes nus diesen Signalen, dadurch pekennr,ei ebnet,

   daß die Erzeurunp-seinri chtunp: eine Quelle ('1-0O) erster »Signale aufv.'oist, welche die Information aufeinanderfolgender, sich in Kichtunp; 6er 7 ei 1 on abtastung i^:ber das Bild erstreckender Abtastwepe mi +■ einer ersten Auflnsunr enthalten;

   daß eine Verarbei tunrseinri chtune; (1010) vorgesehen ist, die unter Verarbeitung der ersten Gip-nale zweite Signale erzeugt, welche dns ^pild mit einer zweiten, niedrigeren Auflösung in Richtunr der 7.ei 1 enabtastunr repräsentieren;

   ^ll t Pil d it d Ver-

   daß mit der O^elle erster Pjiernale und mit der arbei tunpseinri chtunp eine Anordnung (1014)

   ist, die Signale erzeugt, welche die Differenz zwischen einander entsprechenden Teilen der ersten und der zweiten Signale darstellen;

   daß die Wi ed erlabe ei η richtung· (1012) eine Anordnung (101F-) enthält, welche die Summe der Differenzsignale und der zweiten Signale empfängt, um die ersten Signale zu reproduzieren.

   ?. Einrichtung; zur Verwendung in einem System nach An-"¹O spruch 1 zur Erzeugung eines die Information eines

   Pil den enthaltenden Signals, dadurch gekennzeichnet, daß nie eine Quelle (400) erster Signale aufweist, Vielehe die Information aufeinanderfolgender, sich in Richtung der Zeilenabtastung über das PiId erstreckender Abtastwege mit einer ersten Auflösung repräsenti eren;

   daß eine Verarbeitungseinrichtung (1010) vorgesehen ist, welche unter Verarbeitung der ersten Signale zweite Signale erzeugt,die das Bild mit einer zweiten, PO niedrigeren Auflösung in Richtung der Zeilenabtastung

   repräsentieren;

   daß mit der Quelle und mit der Verarbeitungseinrichtung eine Anordnung (1O14) gekoppelt ist, um Signale zu erzeugen, welche die Differenz zwischen einan- Oc₁ der entsprechenden Teilen der ersten und der zweiten

   Signale darstellen.

   3. Fernsehsystem nach Anspruch I oder Erzeuerungseinrichtung nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß die

   ^O Verarbeitungseinrichtung (1010) so arbeitet, daß die

   zweiten Signale das Bild mit einer Auflösung darstellen, die sowohl in Richtung der Pildabtastung (Vertikalrichtung) als auch in Richtung der Zeilenabtastung (Horizontalrichtung) niedriger ist als die Auflösung

   7,C₁ der ersten Signale.

   4. Fernsehsystem nach Anspruch 1 oder- 3 oder Verarbei-

   tungseinrichtunr nach Anspruch P oder "-*·, dadurch gekennzeichnet, eiafr die Quelle eine Einrichtung enthält, die zur Erzeugung der ersten Signale Bi]dpunkte abwechselnd aus benachbarten Abtastzeilen über das Bild auswählt.

   5. Fernsehsystem oder Signalverarbeitunpseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auswahl ende^s· Einrichtung einen Vollbildspeicher aufweist, um Bildpunkte entlang aufeinanderfolerender Abtastzeilen über das Bild zu speichern, und eine Ausleseeinrichtung, die aus dem Vollbildspeicher zur Erzeugung der ersten Signale Bildpunkte ausliest, die abwechselnd aus benachbarten Abtastzeilen abgeleitet sind.

   6. Fernsehsystem nach Anspruch 1, 3, ^ oder S oder Signalverarbeitungseinrichtunp; nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle eine Kamera (1O) mit einer Einrichtung enthält, um ein Bild gemäß einem Abtastmuster abzutasten, welches aus Abtastwegen besteht, die in einer Teilbild-Abtastrichtung verteilt sind, und mit einer Einrichtung (2P, 26), welche die Abtastwege abwechselnd zur Überschneidung benachbarter Abtastzeilen (?0) über das Bild brinp-t, um auf diese Weise Bildpunkte abwechselnd aus benachbarten Zeilen zur Erzeutrunp- der ersten Signale auszuwähl en.

   7· Fernsehsystem oder Verarbeitungseinrichtung nach Anspruch 4, S oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählten Bildpunkte aus ,jeder Zeile mit einer Freauenz ausgewählt werden, die ein ungeradzahliges Vielfaches der Zeilenabtastfrequenz ist.

   8. Fernsehsystem oder Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 4, ^ oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

   Abtastzeilen Zeilen eines vorbestimmten Abtastmusters sind, welches aus zwei ineinandergeflochtenen und ein Vollbild bildenden Teilbildern aus Zeilen besteht, und daß die ausgewählten Bildpunkte zur Erzeugung der ersten Signale aus jeder Zeile mit einer Frequenz ausgewählt werden, die ein geradzahliges Vielfaches der halben Zeilenfreciuenz ist, wobei die Phase der Auswahl bei abwechselnden Vollbildern invertiert wird.

   9. Fernsehsystem nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 8 oder Verarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis fi, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Anordnung (1124-) aufweist, welche die Differenzsignale empfängt und sie mit den zweiten Signalen addiert;

   daß eine Speichereinrichtung (1126) vorgesehen ist, um die Summe der Differenzsignale und der zweiten Signale zu speichern;
   PO daß eine Vergleichseinrichtung (1132) vorgesehen

   ist, welche die summierten Signale aus der Speichereinrichtung mit den ersten Signalen vergleicht, um die Differenzsignale zu liefern.

   10. Fernsehsystem oder Verarbeitungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

   daß sie einen Annlog/Digi tal-Wandler (1120, 11⁷¹O) zur Umwandlung der ersten und der zweiten Signale in Digital form enthält;

   7_}q daß die Speichereinrichtung (1126) und die Vergleichseinrichtung (1132) digitale Einrichtungen sind; daß ein digitaler Adressengenerator (1124-) vorgesehen ist, um Adressen zu erzeugen, welche die Positionen im Bild angeben, zu denen die Differenzsignale ge-7.5 hören, und um die Differenzsignale in entsprechender

   Weise in die digitale Speichereinrichtung einzuschreiben und daraus auszulesen.

   — 5 —

   11. Fernsehsystem nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis
   10 oder Verarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Abtastzeilen Zeilen eines vorbestimmten Abtastmusters sind, welches aus Vollbildern besteht;

   daß eine Einrichtung (1144) zur Erzeugung eines
   Signals vorgesehen ist, welches eine zwischen aufeinanderfolgenden Vollbildern stattfindende Bewegung innerhalb des Bildes anzeigt;
   daß eine Einrichtunp; (1142, 113^, 1134) vorgesehen ist, die auf das bewep;ungsanzeigende Signal anspricht, um die Ausgabe der Differenzsignale zu sperren, wenn eine Bewegung im Bild vorhanden ist.

   12. Fernsehsystem oder Verarbeitungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegungsfühlende Einrichtunp; (1144) auf die zweiten Signale anspricht, um das bewegungsanzeigende Signal
   zu erzeugen.

   1?. Fernsehsystem nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis
   12 oder Verarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
   zweiten Signale aktive Teile hoben, die Informationen des Bildes enthalten, und inaktive Teile, und daß

   eine Einrichtung (1140, 11*6, 1124, 110B, 111P) vorgesehen ist, um die Differenzsignale in die inaktiven Teile einzufügen.

   -14-· Empfänger zur Verwendung in einem Fernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung (1018) enthält, welche die Differenzsignole und die zweiten Signale empfängt und summiert, um daraus die ersten Signale zu reproduzieren.

   1^r>. Fernsehsystem nach Anspruch 9 oder Empfänp-er nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfrinprer

   eine die zweiten Signale und die Differenzsignale empfangende und addierende Addiereinrichtung (1258) enthält und eine Speichereinrichtung (1?62) aufweint, um die addierten Signale zu speichern.

   16. Fernsehsystem nach Anspruch 10 oder Empfänger nach Anspruch 1f>, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger folgendes aufweist:

   eine digitale Addiereinrichtung (1258), welche die.

   zweiten Signale und die Differenzsignale in Digitalform empfängt und miteinander addiert;

   eine digitale Speichereinrichtung (1262) zur Speicherung der addierten zweiten Signale und Differenzsipnale;

   i^j einen Adressengenerator (1264) zur Adressierung

   der Speichereinrichtung, um die addierten Signale an Speicherplätzen zu speichern, die durch den Adressengenerator definiert werden; eine Pufferspeichereinrichtung (1260, 127*0 zur

   PO Speicherung der Differenzsignale und der ihnen jeweils zugeordneten digitalen Adressen für die Anga-. be der Positionen im Bild, denen die Differenzsignale zugeordnet sind;

   eine Adressen-Vergleichseinrichtung (1276), um ,"jedes Differenzsignal dann an die Addiereinrichtung zu legen, wenn seine Adresse eine vorbestimmte Relation zu einer vom Adressengenerator erzeugten Adresse hat.

   *0 17· Fernsehsystem mit einer Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Signalen, welche die Information eines Bildes enthalten, und mit einer V/iedergabeeinrichtuns: zur Wiedergabe eines Bildes aus diesen Simalen, dadurch gekennzeichnet,

   *q daß die Erzeugungseinrichtung (Fig. 16) eine Quelle (1212) erster Signale aufweist, welche die Information über ein Bild gehender aufeinanderfolgender

   Zeilenabtastungen darstellen, die in einer Bild-Abtastrichtung ü ber das Bild verteilt sind;

   daß eine Einrichtung (12O6, 1220, 1??6, 1230, 12⁷>2, 1231, 1236) vorgesehen ist, die abwechselnd abwechselnde Bildpunkte aus benachbarten Zeilenpaaren auswählt, wobei die Auswahl der Bildpunkte aus .jeder Zeile mit einer Preouenz erfolgt, die ein geradzahliges Vielfaches der halben Zeilenabtastfrequenz ist, und wobei die Phase der Auswahl mit der halben Teilbild-Wiederholfrequenz invertiert wird, um die Signale zu erzeugen, welche die Information des Bildes enthalten.

   1^. Einrichtung zur Erzeugung von Bildsignalen, welche die Information eines Bildes enthalten, dadurch gekennzeiehnet,

   daß diese Erzeugungseinrichtung (Fig. 16) eine Quelle (1212) erster Signale aufweist, welche die Information aufeinanderfolgender, über ein Bild gehender Zeilenabtastungen enthaltai, die über das Bild in Richtung einer Teilbild-Abtastung verteilt sind;

   daß eine Anordnung (IPO6, 1220, 1226, 1230, 1232, 12*1, 1236) vorgesehen ist, um abwechselnd abwechselnde Bildpunkte aus benachbarten Zeilenpaaren auszuwählen, wobei die Auswahl aus jeder Zeile mit einer Frenuenz erfolgt, die ein geradzahliges Vielfaches der halben Zeilenabtastfrequenz ist, und wobei die Phase der Auswahl mit der halben Teilbild-Folgefrequenz invertiert wird, um die Bildsignale zu erzeugen.

   7,0 19. Fernsehsystem nach Anspruch 17 oder Erzeugungseinrichtung nach. Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Auswahl der Bildpunkte eine erste Torschaltung (1206) zum Durchlassen dar abwechselnden Paaren von Zeilenabtastungen zugeordneten ersten Signale enthält und eine Matrixschaltung (121B) aufweist, welche die ersten Signale umschaltet und zweite Signale entsprechend einer ersten !'hose der ersten Signale

   -P-

   und dritte Signale entsprechend einer zweiten Phase der ersten Signale liefert;

   daß eine Schalteinrichtung (1226) abwechselnd zwischen den zweiten und dritten Signalen mit einer Fre-': auenz umschaltet, die ein Bruchteil der Zeilenabtast-

   frequenz ist;

   daß eine zweite Torschaltung (1228, 1250) vorgesehen ist, um abwechselnde Abfragewerte der Signale durchzulassen, die von der Schalteinrichtung abwechselnd umgeschaltet werden·

   daß eine Verschachtelungseinrichtung (1232, 1231, 1256) erste abwechselnde Abfragewerte der von der zweiten Torschaltunr durchgelassenen Signale aus einer ersten Abtastzeile mit zweiten abwechselnden Ab-1^Γτ fragewerten der von der zweiten Torschaltung durchge-

   Inssenen Sipnale aus einer zweiten Abtastzeile miteinander verschachtelt.

   20. Einrichtung zur Wiedergabe von Informationen aus Signalen, in denen Abfragewerte, welche Bildinformation entlang einer Abtastzeile darstellen, mit Abfragewerten verschachtelt sind, welche Bildinformation entlang einer benachbarten Abtastzeile darstellen, oder Fernsehsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabeeinrichtung folgendes aufwei st:

   eine erste und eine zweite Speichereinrichtung (1716, I7i<^q) und eine erste Schalteinrichtung (1724-, 1726) zum Koppeln der Abfragewerte abwechselnd auf die erste und die zweite Speichereinrichtung;

   eine zweite Schalteinrichtung (1750, 1732), welche an einem Ausgang die einer Abtastzeile zugeordneten Abfragewerte aus der einen Speichereinrichtung abwechselnd mit den einer benachbarten Abtastzeile zugeordneten Abfragewerten aus der anderen Speichereinrichtung liefert.