DE3926388A1 - Farbfernsehuebertragungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Farbfernsehübertragungssystem.

Für die Einführung eines 16 : 9-Breitbildformates in bestehende Fernsehstandards (z.B. PAL, SECAM, NTSC) mit dem Format 4 : 3 wird das sogenannte "letter box"-Verfahren diskutiert ("Verbesserungsmöglichkeiten und Entwicklungstendenzen bei PAL", G. Holoch, Vortrag FKTG 17.01.89 in Berlin und "Künftige Fernsehsysteme", F. Müller-Römer, Fernseh- und Kinotechnik, 43. Jahrgang, Nr. 6/89). Bei diesen Verfahren wird in kompatibler Weise auf dem 4 : 3-Empfänger die gesamte Bildinformation der 16 : 9-Aufnahme dargestellt mit schwarzen Streifen am oberen und unteren Bildrand.

In den USA sind Arbeiten bekannt geworden, die darauf abzielen, ein derartiges 16 : 9-Bildformat kompatibel zum NTSC-Standard zu übertragen ("ACTV: Advanced Compatible Television - Vorschlag für eine neue, kompatible Breitbild-Fernsehnorm für die USA", H. Weckenbrock, W. Wedam, Fernseh- und Kinotechnik, 42. Jahrgang, Nr. 7/88).

Für ein PAL-System sind prinzipiell ähnliche Möglichkeiten wie bei ACTV gegeben, die 16 : 9-Randinformation einem weiteren Unterträger aufzumodulieren und kompatibel zur 4 : 3-Information zu übertragen. Dieser Unterträger muß dann jedoch eine andere spektrale Lage aufweisen als in einem NTSC-System da "freie Plätze" im PAL-Spektrum (sog. Fukinuki-holes, die durch entsprechende Filterung erzeugt werden müssen) genau an den Orten liegen, die im NTSC-System für die Farbübertragung (I, Q) belegt werden.

Versuche haben ergeben, daß die Zusatzinformation in ihrer Amplitude um ca. 20 dB abgesenkt werden muß, um einen nahezu störungsfreien kompatiblen Empfang auf einem Standardempfänger zu gewährleisten. Hinzu kommt, daß bei ACTV die energiereichen unteren Frequenzen der Zusatzinformation im Overscanbereich der Zeilen übertragen werden. Der Overscanbereich besteht aus Zeilen-Randteilen, die auf einem Standardempfänger normalerweise nicht dargestellt werden. Dieser Darstellungsbereich kann variieren, so daß auf Standardempfängern im seitlichen Randbereich die übertragenen Zusatzinformationen sichtbar werden können.

Weil beim "letter box"-Verfahren für den Standardempfänger und den 16 : 9-Empfänger außerdem nur eine Übertragungsbandbreite von ca. 5 MHz zur Verfügung steht, ergibt sich für den 16 : 9-Empfänger ein Verlust an visueller Horizontalauflösung (Schwingungen/Betrachtungswinkel bei gleichem Betrachtungsabstand) um das Verhältnis der Bildseitenverhältnisse (16 : 9)/(4 : 3) = 1,333 im Vergleich zum Standardempfänger. Es wäre jedoch wünschenswert, wenn Standard- und 16 : 9-Empfänger die gleiche visuelle Horizontalauflösung aufwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompatibles Übertragungssystem für ein PAL-Signal anzugeben, welches bei Standardempfängern ein Bildformat von 4 : 3, das wie beim "letter box"-Verfahren auch nur teilweise ausgefüllt sein kann, und bei verbesserten Empfängern ein Bildformat von 16 : 9, insbesondere mit einer dem 4 : 3-Format entsprechenden visuellen Horizontalauflösung, liefert.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zunächst wird auf der Senderseite die das größere Bildformat von 16 : 9 repräsentierende Zusatzinformation auf die im PAL-Signal übertragene Farbinformation U und V aufmoduliert. Es wird eine Modulationsart gewählt, durch die die Spektralräume der Farbinformationen U und V doppelt belegt werden. Dies kann z.B. durch Quadraturmodulation geschehen. In einem Standardempfänger, der die Farbinformationen U und V decodiert, werden diese Zusatzinformationen wegen Fehlens eines entsprechenden Decoders unterdrückt. Ein verbesserter Empfänger mit einem Bildformat von 16 : 9 hingegen enthält einen entsprechenden Decoder, der zusammen mit dem Decoder für das Standardsignal ein Bildformat von 16 : 9 liefert.

Beim "letter box"-Verfahren können im Sender die durch die Bildformat-Expansion fehlenden horizontal hochfrequenten Luminanz-Signalanteile von der Gesamt-Luminanzinformation abgetrennt werden und ebenfalls den Farbinformationen U und V aufmoduliert werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.

Diese zeigen in

Fig. 1 Spektrum eines NTSC-Signales in der Ebene vertikaler Ortsfrequenzen fy und zeitlicher Frequenzen ft (auf aktive Zeilenzahlen bezogen);

Fig. 2 Spektrum eines PAL-Signales in der Ebene vertikaler Ortsfrequenzen fy und zeitlicher Frequenzen ft (auf aktive Zeilenzahlen bezogen);

Fig. 3 Blockschaltbild eines Wide-Screen PAL-Coders;

Fig. 4 Darstellung der Bildseitenverhältnisse 4 : 3 und 16 : 9;

Fig. 5 Luminanzauflösung der 16 : 9-Randinformation;

Fig. 6 Zeitmultiplex-(Timeplex)-Pakete für eine erste Ausführungsform;

Fig. 7 Zeitmultiplexpakete für eine zweite Ausführungsform;

Fig. 8 Filtereinrichtung 11 für die zweite Ausführungsform;

Fig. 9 Blockschaltbild eines Wide-Screen PAL-Decoders;

Fig. 10 Anordnung zum Zusammenfügen von Luminanzkomponenten gemäß Fig. 5.

Fig. 11 Schaltung zur Gewinnung hochfrequenter Luminanz-Signalanteile;

Fig. 12 Spektren eines Luminanz-Signals;

Fig. 13 Spektren bei einer ersten Modulation und Demodulation des Luminanz-Signals;

Fig. 14 Spektren bei einer zweiten Modulation und Demodulation des Luminanz-Signals;

Fig. 15 Spektrum der höheren Frequenzanteile (Zusatzsignale in der Ebene vertikaler Ortsfrequenzen und Horizontalfrequenzen).

In Fig. 1 und 2 sind die spektralen Lagen von Luminanz und Chrominanz für ein NTSC- und ein PAL-Signal in der fy-ft-Ebene wiedergeben. Aus Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß ein prinzipieller Unterschied in der Farbübertragung bei NTSC und PAL besteht. Durch die zeilenalternierende Schaltphase des V-Signals im PAL-System bedingt, belegen die U- und V-Signale des PAL-Systems nicht dieselben Plätze im Spektrum, wie es bei den I- und Q-Signalen des NTSC-Systems der Fall ist. Erfindungsgemäß werden darum diese Spektralräume im PAL-System mit der Zusatzinformation der 16 : 9-Randsignale doppelt belegt, indem man dem Farbträger ein zusätzliches Signal in Quadratur aufmoduliert.

Dieses Farbfernsehsystem, im folgenden "Wide-Screen-PAL" genannt, ermöglicht die Codierung/Decodierung und PAL-kompatible Übertragung von 16 : 9-Bildsignalen und bietet folgende Vorteile:

• - gute Kompatibilität zum konventionellen PAL-Empfänger
• - der konventionelle PAL-Empfänger unterstützt durch die Notchfilterung im Luminanzweg die Unterdrückung von Crossluminanz-Störungen
• - bei synchroner Farbdemodulation wird die zusätzlich auf den Farbträger aufmodulierte Quadraturkomponente nicht decodiert
• - direkte Aufzeichenbarkeit des Wide-Screen PAL-Signales im PAL-Studio
• - einfache Rückgewinnung der Wide-Screen-Signale, da über den Farbburst eine hinreichende Stabilität garantiert wird.

Fig. 3 zeigt einen Wide-Screen PAL-Coder. Als Quellsignale kommen Signale mit einem 16 : 9-Bildseitenverhältnis in Betracht. Diese Signale können einer progressiven Abtastung oder einer Zeilensprungabtastung entstammen (z.B. 1250/50/1 : 1, 1250/50/2 : 1, 625/50/1 : 1, 625/50/2 : 1, 525/60/1 : 1 oder 525/60/2 : 1). Für andere Quellsignale, die nicht dem Übertragungsstandard entsprechen, muß durch eine entsprechende Transcodierung dafür gesorgt werden, daß ein dem Übertragungsstandard entsprechendes Signal der Verarbeitung zur Verfügung steht. Die zur Verarbeitung anstehende Information der Farbauszüge R, G, B mit einem Bildseitenverhältnis von 16 : 9 auf 625-Zeilenbasis wird zunächst in einer Matrix 1 in die Luminanzkomponente Y und die beiden Farbkomponenten U und V umgewandelt. Diese 16 : 9-Komponentensignale werden dann in einer Separatorschaltung 2 in die Signale der 4 : 3-Mitteninformation und in die 16 : 9-Randinformation aufgespalten, wie in Fig. 4 dargestellt. Da die 4 : 3-Mitteninformation nur 3/4 der 52 µs einer aktiven Zeile ausmacht, muß dieses Signal um 4/3 zeitlich expandiert werden, um ein für den Standardempfänger kompatibles Signal mit korrekten Geometrieverhältnissen zu erzeugen. Dieses wird durch eine Expansionsschaltung 3 bewirkt. In den Luminanzweg Y kann dann ein übliches Notchfilter 4 zur Vermeidung von Crosscolour-Störungen eingefügt werden. Die Chrominanzsignale U und V werden in einem Tiefpaßfilter 5 für Horizontalfrequenzen fx jeweils auf beispielsweise 1.3 MHz (-3 dB) vorgefiltert (nach CCIR-Empfehlungen). Anschließend wird eine vertikale Tiefpaßfilterung 6 der Vertikalfrequenzen fy vorgenommen, die die Vertikalauflösung der Chrominanzsignale auf 72 c/ph (Schwingungen/Bildhöhe) beschränkt. Dadurch ist die vertikale Farbauflösung genauso groß wie bei MAC-Signalen (MAC: multiplexed analogue components). Die systemtheoretische Notwendigkeit dieser vertikalen Vorfilterung ist aus Fig. 2 ersichtlich, weil nämlich dann auch bei Bewegtbildern, die eine Ausdehnung der Spektralanteile in ft-Richtung bewirken, ein vertikales Überlappen (Vertikalalias) von Spektralbereichen vermieden wird.

Die so vorgefilterten Chrominanzsignale werden dann einem konventionellen PAL-Modulator 7 zugeführt. Die Ausgangssignale dieses PAL-Modulators 7 sind die mit dem PAL-Farbträger quadraturmodulierten Chrominanzsignale Uf und Vf, die zusammen mit dem in einer Laufzeitschaltung 8 zeitlich angepaßten Y-Signal und z.B. einem Standard-Synchronsignal ein herkömmliches FBAS-Signal bilden. Die Zusammenführung dieser Signale wird in einer Summationsschaltung 9 vorgenommen. Der PAL-Modulator 7 benutzt wie in einem Standard-Coder eine 0-Grad-Phasenlage des Farbträgers zur Modulation der U-Komponente, die im folgenden mit Fu bezeichnet wird, und die im folgenden Fv genannte V-Quadraturkomponente mit +/- 90 Grad-Phasenlage. Beide Farbträger Fu und Fv werden aus dem PAL-Modulator 7 herausgeführt und stehen für die Verarbeitung der Wide-Screen PAL-Signale zur Verfügung.

Die 16 : 9-Randinformation nimmt nur 1/4 der Gesamtzeilendauer von 52 µs ein. Das Luminanzsignal Y wird zunächst einer Expansionsschaltung 10 zugeführt und zeitlich um den Faktor 4 gedehnt. Anschließend gelangt das Signal zu einer Filtereinrichtung 11, die die Komponenten Y1 und Y2 erzeugt, wie es in Fig. 5 für das nicht zeitexpandierte Y-Basisbandsignal dargestellt ist.

In einer ersten Ausführungsform erzeugt die Filtereinrichtung 11 das Signal Y2, das für vertikale Frequenzen auf 72 c/ph beschränkt wurde und horizontal eine Bandbreite von 1 MHz (Basisband 4 MHz, Fig. 5) und die volle Laufzeit einer Zeile einnimmt. Nach einer Laufzeitanpassung 12 gelangt das Signal zu einem Timeplexer 13, wo zusammen mit der Chrominanzinformation Pakete von Chrominanz- und Luminanzinformationen im Zeitmultiplex gebildet werden.

Die Chrominanzsignale der 16 : 9-Randinformation werden in einem Kompressor/Expander 14 um den Faktor 2 gedehnt und anschließend in einem Horizontal-Tiefpaßfilter 15 auf beispielsweise 500 kHz Basisbandbreite (entsprechend 250 kHz nach Expansion) vorgefiltert. Die Chrominanzsignale U und V durchlaufen dann ein Vertikalfilter 16, das die Vertikalauflösung auf 72 c/ph beschränkt. Der Timeplexer 13 selektiert nun die Chrominanzsignale U und V und die Luminanzsignale Y2 in der in Fig. 6 dargestellten Weise. Die Chrominanzsignale U und V nehmen jeweils 50% der Zeilenzeit und die Luminanzsignale Y 100% der Zeilenzeit ein. Die Luminananzinformation Y2 wird nun einem linearen Modulator 17 zugeführt, der als Modulationsfrequenz den in einem Phasenschieber 18 um 90 Grad phasengedrehten Farbträger Fu erhält. Die Chrominanzinformationen U und V werden in einen weiteren linearen Modulator 19 eingespeist, der als Modulationsfrequenz den in einem Phasenschieber 20 um 90 Grad phasengedrehten Farbträger Fv erhält. Die farbträgerfrequenten Signale werden dann jeweils Abschwächern 21, 22 zugeführt, wo die Amplituden um einen Faktor a < 1 abgesenkt werden können, um bessere Kompatibilität zum Standard-PAL-Empfänger zu erreichen. Danach gelangen die Signale dann zur Summationsschaltung 9 und werden mit den Ausgangssignalen der Standard-PAL-Codierung zu einem kompatiblen FBAS-Wide-Screen PAL-Signal zusammengefaßt.

In einer zweiten Ausführungsform wird die vertikale Luminanzauflösung der Randbereiche erhöht. Die erforderlichen Komponenten Y2, Y1′, U und V werden im Timeplexer 13 in der in Fig. 7 gezeigten Weise zu Paketen zusammengefaßt. Hierbei nimmt die Luminanzkomponente Y2 wieder die volle Laufzeit einer Zeile ein, während die Farbkomponenten U und V jeweils 6,5 µs und die Luminanzkomponente Y1 39 µs benötigen. Die breitbandige Luminanzkomponente Y2 wird wiederum im linearen Modulator 17 dem Fu-Träger aufmoduliert. Die Filtereinrichtung 11 erzeugt wieder die Komponenten Y1 und Y2 nach Fig. 5. Ein komplementäres Vertikalfilter 11a in Fig. 8 liefert einen Anteil Y2 mit einer Vertikalauflösung von 0-72 c/ph und einen Anteil Y1 mit einer Auflösung von 72-144 c/ph. Der Luminanzanteil Y2 wird in einem Horizontalfilter 11b auf 4 MHz Basisbandbreite (1 MHz zeitexpandiert) beschränkt. Der Luminanzanteil Y1 wird durch einen Umsetzer 11c um 72 c/ph vertikal verschoben, so daß sich die Lage der Vertikalfrequenzen nun von 0-72 c/ph erstreckt. Nach einer Horizontalfilterung 11d ergibt sich dann das Signal Y1′ mit einer Basisbandbreite von 3 MHz (0,75 MHz zeitexpandiert). Die Chrominanzinformationen U und V der 16 : 9-Randsignale nehmen eine Gesamtzeit von 13 µs in der aktiven Zeile ein. Diese Signale werden durch einen Kompressor/Expander 14 um den Faktor 2 zeitkomprimiert und dann dem Tiefpaßfilter 15 zugeführt, welches das Basisband auf 500 kHz Horizontalauflösung beschränkt (1 MHz nach Kompression). Anschließend folgt die Vertikalfilterung 16. Im Timeplexer 13 werden die Informationspakete nach Fig. 7 erzeugt (U/V, Y1′). Diese Pakete werden dem Fv-Farbträger im linearen Modulator 19 aufmoduliert.

In Fig. 9, die einen Wide-Screen PAL-Decoder zeigt, wird das FBAS-Signal zunächst einem konventionellen PAL-Demodulator 23 zugeführt, der die Komponentensignale Y, U und V der Mitteninformation im 4 : 3-Format liefert. Die Chrominanzsignale U und V durchlaufen dann ein Vertikalfilter 34 und werden auf 0-72 c/ph tiefpaßgefiltert. Eine Laufzeitschaltung 24 paßt die Y-, U- und V-Signale zeitlich an die 16 : 9-Randinformationssignale an. Weiterhin durchläuft das FBAS-Signal einen Bandpaß 25, der eine Mindestbandbreite von 2 MHz aufweist und dessen Mittenfrequenz bei der Farbträgerfrequenz liegt. Eine Takterzeugung 26 gewinnt aus dem im FBAS-Signal enthaltenen Farbburst die Farbträger Fu und Fv zurück, die dann den 90-Grad-Phasenschiebern 27 und 28 zugeführt werden. Die Takterzeugung erhält ebenfalls das nicht bandpaßgefilterte FBAS-Signal zur Erzeugung eines zeilensynchronen Steuersignales S. Die phasengedrehten Farbträgersignale speisen Demodulatoren 29 und 30, die andererseits das bandpaßgefilterte FBAS-Signal erhalten. Die demodulierten Komponentensignale erfahren dann entsprechend der senderseitigen Abschwächung in den Verstärkern 31, 32 eine Anhebung mit dem Faktor 1/a < 1. Den Verstärkern folgt eine Vertikalfilterung 33, die die Signale auf 0-72 c/ph begrenzt. Die Signale gelangen auf einen Demultiplexer 35 und werden nach Luminanz- und Chrominanzsignalen getrennt. Ein Kompressor/Expander 36 komprimiert die Chrominanzsignale für die erste Ausführungsform um den Faktor 2 auf die Dauer der Randinformation, während das Luminanzsignal um den Faktor 4 komprimiert wird. In einer Speichereinrichtung 37 stehen dann die Signale für die Dauer einer Zeile zum Auslesen zur Verfügung. Ein Selektor 38 wird über das Steuersignal S kontrolliert und schaltet in der zeitlichen Abfolge von Randinformationen und Mitteninformation die YUV-Signale auf eine Dematrix 39 durch, wo sie in RGB-Signale umgewandelt werden.

In der zweiten Ausführungsform besteht die Luminanzinformation aus den Komponenten Y1′ und Y2. Fig. 10 zeigt eine Anordnung zum Zusammenfügen von Luminanzkomponenten gemäß Fig. 5. Der empfängerseitige Demultiplexer 35 liefert beide Y-Komponentensignale. Die Y1′-Komponente wird in einer Expansionsschaltung 40 auf die aktive Zeilenlänge von 52 µs gedehnt und nach Umsetzung in die Vertikallage von 72-144 c/ph mittels eines Umsetzers 41 in einer Additionsschaltung 42 zu der Y2-Komponente addiert. Es ergibt sich dann eine Luminanzauflösung gemäß Fig. 5. Die Chrominanzkomponenten U und V, die jeweils nur 6,5 µs der Zeilendauer einnehmen, werden in dem Kompressor/Expander 36 um den Faktor 2 auf die Dauer der Randinformation gedehnt. Die weitere Verarbeitung der YUV-Signale durch die Schaltungsteile 37-39 erfolgt wie in der ersten Ausführungsform beschrieben.

In einer dritten Ausführungsform werden die durch eine Bildformat-Expansion fehlenden horizontal hochfrequenten Luminanz-Signalanteile von der Gesamt-Luminanzinformation abgetrennt und ebenfalls den Farbinformationen U und V aufmoduliert.

Die zusätzlich zu übertragende hochfrequente Luminanzinformation Y* läßt sich mit einer Schaltungsanordnung nach Fig. 11 von der Gesamt-Luminanzinformation Y separieren. Die Luminanz Y wird einem Tiefpaß TP1 zugeführt und das tiefpaßgefilterte Luminanzsignal wird dann, durch eine Laufzeitschaltung 110 angepaßt, vom Luminanzsignal Y subtrahiert. Die entsprechende spektrale Darstellung zeigt Fig. 12.

Die in Fig. 12 beispielhaft gewählten Frequenzen erfüllen vorteilhaft die Forderung nach einer um das Verhältnis der Bildseitenverhältnisse erhöhten Luminanzauflösung. Geht man von der Luminanzauflösung des digitalen Studios nach CCIR-Rec. 601 aus, die mit 6,75 MHz angegeben ist, und weiterhin von einem Übertragungskanal mit 5 MHz Bandbreite, so ergibt 5 MHz × (16 : 9)/(4 : 3) einen Wert von 6,67 MHz für die zu übertragende Gesamt-Luminanzsignal-Bandbreite. Die Flanke des Tiefpasses TP1 muß innerhalb der 0-dB-Bandbreite des Übertragungskanals liegen und ist beispielsweise eine Nyquistflanke, die zu 4,5 MHz symmetrisch ist. Durch die komplementäre Bandaufspaltung nach Fig. 11 braucht der Flankenverlauf nicht zwingend einer Nyquistflanke zu entsprechen.

Fig. 13 zeigt in spektraler Darstellung eine erste Möglichkeit der Modulation und Filterung zur kompatiblen Übertragung der Luminanz Y* sowie deren Rückgewinnung. Das Signal Y* nach Fig. 13a wird durch Modulation mit beispielsweise 6,75 MHz in die spektrale Lage nach Fig. 13b versetzt. Die dabei entstehenden Anteile bei 13,5 MHz können entweder durch einen Tiefpaß TP2 ausgefiltert oder durch den Übertragungskanal unterdrückt werden, bevor das Spektrum nach Fig. 13b z.B. durch Quadraturmodulation der U-Komponente mit dem Träger f_sc* in die spektrale Lage nach Fig. 13c versetzt wird. Der Träger f_sc* mit einer festen und einer um +/- 90 Grad geschalteten Phase besteht aus den beiden Ausgangssignalen der Phasenschieber 18 und 19 in Fig. 3 der ersten bzw. zweiten Ausführungsform.

Fig. 13c zeigt, daß bei der kompatiblen Übertragung der Luminanzkomponente Y* mit der Bandbreite B (Fig. 13a) eine Übertragungsbandbreite von 2 × B erforderlich ist. Die angedeutete Notchfilterung 130 im Luminanzzweig des Standard-PAL-Empfängers zeigt, daß die zusätzliche Luminanzinformation beim kompatiblen Empfang nur geringfügig unterdrückt wird, so daß Cross-Luminanz-Störungen auftreten können.

Beim 16 : 9-Empfänger bringt eine weitere Modulation mit f_sc* das Spektrum nach Fig. 13c in eine Lage wie in Fig. 13d dargestellt. Diese Lage entspricht dem tiefpaßgefilterten Signal nach Fig. 13b. Das Signalspektrum nach Fig. 13d wird durch erneute Modulation mit 6,75 MHz in eine Lage nach Fig. 13e versetzt. Ein Tiefpaß TP3 filtert den gewünschten Anteil Y* heraus, der dann mit dem im Basisband, d.h. in Originallage übertragenen Luminanzspektrum zum breitbandigen Gesamtspektrum Y (Fig. 12a) zusammengesetzt wird. Entsprechend Y* können hochfrequente U- und V-Signalanteile verarbeitet werden und als U* und V* auf den Träger der V-Komponente aufmoduliert werden.

Eine zweite Möglichkeit der Modulation und Filterung zur kompatiblen Übertragung und Rückgewinnung der Luminanzkomponente Y* ist in Fig. 14 dargestellt. Der hochfrequente Luminanzanteil Y* wird wieder mit einer Schaltungsanordnung nach Fig. 11 gemäß Fig. 12 gebildet. Faßt man Y* als einen durch eine Modulation mit f₁ in die in Fig. 14a gezeigte Lage versetzten Basisband-Luminanzanteil auf, dann läßt sich Y* durch einmalige Modulation mit f = f₁-f_sc* in die zur kompatiblen Übertragung gewünschte Frequenzlage versetzen. Die bei der Modulation mit f = f₁-f_sc* auftretenden Spektralanteile bei f = 2f₁-f_sc* (Fig. 14b) können durch einen Tiefpaß TP4 weggefiltert oder durch den Übertragungskanal unterdrückt werden. Fig. 14c zeigt, daß für die kompatible Übertragung von Y* nur eine Bandbreite B benötigt wird, die im Zentrum der Notchfilterung 140 des Standard-PAL-Empfängers liegt. Vorteilhaft werden dadurch Cross-Luminanz-Störungen beim kompatiblen Empfang weitgehend unterdrückt.

Der 16 : 9-Empfänger bringt durch eine weitere Modulation mit f = f₁-f_sc* den Anteil Y* in seine Originallage nach Fig. 14d zurück. Die bei der Modulation auftretenden Spektralanteile bei f = f₁-f_sc* werden durch einen Hochpaß HP1 unterdrückt.

Ein vorteilhafter Wert für f₁ ergibt sich, wenn f₁ ein Vielfaches der Farbträgerfrequenz f_sc (entspricht den Eingangssignalen der Phasenschieber 18 und 19) darstellt, weil dann die Synchronisation im Empfangsgerät über den Farbburst herbeigeführt werden kann. Bespielsweise kann f₁ den Wert (5/4) × f_sc haben. Wird die Bandaufspaltung nach Fig. 14 so ausgeführt, daß der Tiefpaß TP1 eine zum Farbträger f_sc symmetrische Flanke aufweist, kann der Farbträger f_sc vorteilhaft als Phasenreferenz für das Aneinanderfügen der Spektralanteile im 16 : 9-Empfänger herangezogen werden. Ein entsprechendes Verfahren zur Bildung einer Phasenreferenz ist aus der P 34 14 271.1 bekannt.

Weil, wie bereits beschrieben, auf die Farbkomponenten U und V nur solche zusätzlichen Spektralanteile aufmoduliert werden sollten, die keine höhere Vertikalauflösung als 72 c/ph aufweisen, um bei bewegten Bildern Vertikalalias zu vermeiden (Fig. 2), ist es zur Harmonisierung der Vertikalauflösung im Standard-Empfänger und 16 : 9-Empfänger wünschenswert, die Vertikalauflösung über 72 c/ph hinaus in der hochfrequenten Luminanzkomponente des 16 : 9-Empfängers auszudehnen. Fig. 15 zeigt eine entsprechende erhöhte vertikale Bandbegrenzung der hochfrequenten Luminanzkomponente nach Fig. 2. Die Vertikalauflösung wurde auf 144 c/ph beschränkt, wie es die Systemtheorie (Abtasttheorem) bei einer 625-Zeilen-Zeilensprungabtastung zuläßt. Das Gesamtspektrum der Fig. 15 läßt sich durch eine komplementäre Vertikalfilterung in einem Anteil Y₁* und einem Anteil Y₂* aufteilen. Während Y₁* aufgrund der Ausdehnung von 0 bis 72 c/ph direkt in Quadratur auf die U- bzw. V-Komponente des PAL-Systems aufmoduliert werden kann, muß der Anteil Y₂* (72 c/ph bis 144 c/ph) zunächst in der Vertikallage versetzt werden, damit auch dieser Anteil in die Lage 0 bis 72 c/ph kommt und somit auf V bzw. U moduliert werden kann. Ein entsprechendes Verfahren wurde bereits für die zweite Ausführungsform anhand der Fig. 3, 5, 7, 8, 9 und 10 für Y2 und Y1′ beschrieben.

In einer vierten Ausführungsform kann die in Quadratur auf die U- und/oder V-Komponente aufmodulierte Zusatzinformation in einem Hilfssignal bestehen, das eine progressive Darstellung im Empfangsgerät unterstützt. Es ist bekannt, daß eine progressive Darstellung naturgemäß die Flackereffekte (25 Hz-Flackern) sowie das Zeilenwandern des Zeilensprungsystems vermeidet und somit zu einer besseren visuellen Vertikalauflösung führt. In der Veröffentlichung "ACTV: Advanced Compatible Television - Vorschlag für eine neue, kompatible Breitbild-Fernsehnorm für die USA" von H. Weckenbrock und W. Wedam, Fernseh- und Kinotechnik, 42. Jahrgang, Nr. 7/88, ist die Gewinnung eines solchen Hilfssignals beschrieben. Die progressive Darstellung mit Hilfe eines Zusatzsignals, das auf den Farbträger, wie für die anderen Ausführungsformen beschrieben, aufmoduliert wurde, kann ausgeführt werden für

• - 4 : 3 Standardempfänger,
• - 16 : 9 Empfänger,
• - 16 : 9 Empfänger mit erhöhter Luminanzauflösung,
• - einen Empfänger bzw. ein Farbfernseh-Übertragungssystem entsprechend P 39 12 470.3, wo ein Zusatzsignal in der vertikalen Austastlücke übertragen wird.

Claims (9)

1. Farbfernsehübertragungssystem zur Übertragung und zum Empfang von standardisierten Fernsehsignalen, insbesondere mit einem ersten Bildformat von 4 : 3, mit dem Standard-Fernsehsignal zugesetzten Zusatzinformationen, die insbesondere eine Information über ein zweites Bildformat von 16 : 9 enthalten können, die mit einem die Zusatzinformationen decodierenden Empfänger empfangbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das standardisierte Fernsehsignal ein PAL-Signal ist und daß die Zusatzinformationen auf die im PAL-Signal vorhandene Farbinformation (U, V) derart aufmoduliert werden, daß Spektralräume der Farbinformation (U, V) doppelt belegt werden.

2. Farbfernsehübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzinformationen die den seitlichen, über ein erstes Bildformat hinausgehenden Bildstreifen entsprechenden Fernsehsignale eines zweiten Bildformats enthalten.

3. Farbfernsehübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß senderseitig ein Fernsehsignal mit einer höheren Bandbreite als die des standardisierten Fernsehsignals erzeugt wird und daß die das standardisierte Fernsehsignal übersteigenden Fernsehsignalanteile höherer Frequenz als Zusatzinformationen verwendet werden.

4. Farbfernsehübertragungssystem nach Anspruch 1, 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzinformationen im Zeitmultiplex in einer Basisband-Frequenzlage auf die vorhandene Farbinformation (U, V) aufmoduliert werden.

5. Farbfernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelte Belegung der Spektralräume der Farbinformation (U, V) durch eine Quadraturmodulation gebildet wird, wobei die Phasenlagen der Träger für die Zusatzinformationen jeweils um einen Winkelbetrag von 90 Grad gegenüber den Phasenlagen der Träger der Farbinformation (U, V) gedreht werden.

6. Farbfernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsignale in Anteile mit erhöhter Bandbreite und in Anteile mit geringerer Bandbreite aufgespalten werden und daß die Anteile mit der erhöhten Bandbreite den Spektralraum der U-Komponente und die Anteile mit der geringeren Bandbreite den Spektralraum der V-Komponente durch entsprechende Quadraturmodulation doppelt belegen.

7. Farbfernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzinformationen senderseitig in ihrer Amplitude abgesenkt und empfängerseitig wieder entsprechend angehoben werden.

8. Farbfernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzinformationen vertikal vorgefiltert werden.

9. Farbfernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzinformationen im Sender zeitkomprimiert oder zeitexpandiert und im Empfänger für das zweite Format entsprechend zeitexpandiert oder zeitkomprimiert werden.