DE3930964A1 - Fernsehuebertragungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fernsehübertragungssystem.

Für die Einführung eines 16 : 9-Breitbildformates in bestehen­ de 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 "Künf­ tige Fernsehsysteme", F. Müller-Römer, Fernseh- und Kinotech­ nik, 43.Jahrgang, Nr. 6/1989 und "Die neuen Wege des alten PAL", Dr. A. Ziemer, E. Matzel, Funkschau Nr.18/1989). Bei diesem Verfahren wird in kompatibler Weise auf dem 4 : 3-Empfän­ ger die gesamte Bildinformation der 16 : 9-Aufnahme darge­ stellt mit nicht durch sichtbaren Bildinhalt gefüllten Strei­ fen am oberen und unteren Bildrand.

Dies geschieht dadurch, daß im Studio aus einem 16 : 9-Interla­ ce-Bild mit z.B. 625 Zeilen von den 575 aktiven Zeilen voll­ bildweise jede vierte Zeile herausgenommen wird und bestimm­ te Zeilen als Zusatzinformation in den dadurch über und un­ ter dem aktiven Bild verbleibenden Streifen übertragen werden. Das aktive Bild im 4 : 3-Empfänger umfaßt dann 431 Zei­ len und die Randstreifen jeweils 72 Zeilen. Diese Art der Darstellung von z.B. Spielfilmen mit 16 : 9-Format im 4 : 3-Emp­ fänger ist auch bisher üblich gewesen und erfordert vom Be­ trachter keine Umgewöhnung.

Weil das Verhältnis der beiden Bildformate dem Verhältnis von der ursprünglichen zur verringerten Zeilenzahl ent­ spricht, wird die Geometrieverzerrung durch die Herausnahme der Zeilen wieder ausgeglichen.

Der 16 : 9-Empfänger wertet nun die Information aus den beiden Randstreifen aus und erhöht die auf 431 reduzierte Zahl der aktiven Zeilen wieder auf 575 und erzeugt damit ein format­ füllendes 16 : 9-Bild.

Aber zum einen können verfahrensbedingte Störmuster auftre­ ten und zum anderen sind die Nachteile des Zwischenzeilenver­ fahrens (z.B. Zeilenflimmern, Kantenflackern) noch vorhanden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompatibles Übertragungssystem für ein 16 : 9-Fernsehsignal anzugeben, wel­ ches bei Standardempfängern Bilder im 4 : 3-Format im ′letter box′-Verfahren und bei verbesserten Empfängern Bilder im 16 : 9-Format mit progressiver Darstellung liefert, insbesonde­ re mit einer dem Quellsignal entsprechenden Horizontalauflö­ sung.

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

Zunächst wird auf der Senderseite ein progressives Fernsehsi­ gnal im 16 : 9-Format mit z.B. 575 aktiven Zeilen digitali­ siert, dann in vertikaler Richtung auf 431 Zeilen trans­ codiert, in ein Zeilensprungsignal umgewandelt, mit Zusatzin­ formationen versehen und als kompatibles Fernsehsignal im bekannten 4:3-Format übertragen.

Die Zusatzinformationen bestehen aus Signalanteilen, die es ermöglichen, aus dem Interlace-Signal wieder ein progressi­ ves Signal mit einer vertikalen Auflösung, die der des Quell­ signals angenähert ist, zu erzeugen (siehe P 39 12 470) und/oder aus höheren vertikalen Spektralanteilen, die bei der Transcodierung im Sender abgetrennt werden (siehe P 39 26 388) und/oder aus höheren horizontalen Spektralanteilen, die bei der horizontalen Kompression durch die Umwandlung vom 16 : 9- ins 4 : 3-Format im Sender abgetrennt werden (siehe P 39 26 388).

Im Gegensatz zu dem Verfahren nach P 39 12 470 wird die ent­ sprechende Zusatzinformation aber nicht für die Wiedergewin­ nung eines progressiven Fernsehsignals mit 575 aktiven Zei­ len sondern für die Wiedergewinnung des auf 431 Zeilen trans­ codierten progressiven Fernsehsignals erzeugt.

Die Zusatzinformationen können sowohl in den beiden Rand­ streifen als auch in der vertikalen Austastlücke (siehe P 39 12 470) als auch durch eine zusätzliche Modulation der Farb­ träger (siehe P 39 26 388) übertragen werden.

Ein 4 : 3-Empfänger wertet die Zusatzinformationen nicht aus, sondern stellt das Fernsehsignal wie im oben beschriebenen ′letter box′-Verfahren dar.

Ein verbesserter Empfänger mit einem Bildformat von 16 : 9 ent­ hält einen Decoder, der die Zusatzinformation auswertet und ein formatfüllendes 16 : 9-Bild in progressiver Darstellung mit 431 Zeilen liefert.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­ hand der Zeichnungen erläutert.

Diese zeigen in

Fig. 1 Ein Bild im Format 16 : 9.

Fig. 2 Das Bild aus Fig. 1 mit vertikal komprimiertem aktiven Teil und Zusatzinformation in den beiden Randteilen.

Fig. 3 Darstellung des aktiven Teils des Bildes aus Fig. 2 im 4 : 3-Empfänger (bekannt).

Fig. 1 zeigt ein Fernsehbild im Bildformat 16 : 9, wie es in einem 16 : 9-Studio erzeugt wird, mit einem Kreis.

Fig. 2 zeigt, wie das Fernsehbild aus Fig. 1 in einem bekann­ ten 16 : -9-Coder im aktiven Bereich (20) vertikal komprimiert wird. Aus den 575 aktiven Zeilen (10) in Fig. 1 werden durch vertikale Kompression um den Faktor 4/3 431 Zeilen als akti­ ver Bildteil (20) für einen 4 : 3-Empfänger erzeugt. Diese Kom­ pression geschieht durch Entfernen jeder vierten Zeile aus dem Bild aus Fig. 1 oder durch eine vertikale Interpolation. Durch die Kompression hat sich die Geometrie des Kreises ge­ ändert. Die aus dem aktiven Bildteil (20) entfernten Zeilen bzw. zur Decodierung im 16 : 9-Empfänger benötigten Zeilen werden in den beiden Randstreifen (21, 22) als Zusatzsignal übertragen.

In Fig. 3 ist dargestellt, daß ein 4 : 3-Empfänger den aktiven Teil (20) des Bildes aus Fig. 2 im aktiven Bereich (30) wie­ dergibt. Durch die horizontale Kompression des 16 : 9-Formats in das 4 : 3-Format um den Faktor 4/3 ist die ursprüngliche Geometrie des Kreises aus Fig. 1 wiederhergestellt. Ein Be­ trachter hat den vollen Bildinhalt aus Fig. 1 zur Verfügung, allerdings mit reduzierter vertikaler Auflösung und mit schwarzen Streifen (31, 32) am oberen und unteren Bildrand. Damit das in den Streifen enthaltene Zusatzsignal nicht stö­ rend sichtbar wird, muß es in seiner Amplitude im 16 : 9-Coder entsprechend abgesenkt werden und sich im Ultraschwarzbe­ reich (zwischen Synchron- und Schwarzpegel) befinden.

In dem bekannten 16 : 9-Empfänger wird das Zusatzsignal in den Randstreifen (31, 32) entsprechend verstärkt und zusammen mit dem aktiven Bildteil (30) in Verbindung mit der horizon­ talen 16 : 9-Expansion zu einem Bild wie in Fig. 1 geformt.

Für ein erfindungsgemäßes 16 : 9-Fernsehübertragungssystem zeigt Fig. 1 ein progressives Quellsignal im Format 16 : 9. Aus dem Fernsehsignal mit 575 aktiven Zeilen (10) in Fig. 1 wird durch vertikale Transcodierung mit dem Faktor 3/4 ein Fernsehsignal mit einem aktiven Bildteil (20) von 431 Zeilen für einen 4 : 3-Empfänger und für einen 16 : 9-Empfänger er­ zeugt. Diese Transcodierung geschieht durch eine entsprechen­ de vertikale Interpolation mit digitalen Filtern. Durch die Transcodierung hat sich die Geometrie des Kreises im aktiven Bildteil (20) geändert. Anschließend wird aus diesem progres­ siven 431-Zeilen-Signal zusammen mit dem oberen und unteren Randstreifen ein Zwischenzeilensignal mit synthetischem Interlace erzeugt, daß noch horizontal mit dem Faktor 3/4 komprimiert wird.

Die Zusatzsignale enthalten durch die horizontale Kompressi­ on abgetrennte Spektralanteile und Signalanteile, die es ei­ nem 16 : 9-Empfänger ermöglichen, aus dem Zwischenzeilensignal (Fig. 3) mit 431 aktiven Zeilen (30) ein progressives Signal mit 431 Zeilen und einer vertikalen Auflösung, die der des 431-Zeilen-Duellsignals nahekommt, zu erzeugen. Durch die Spektralanteile aus der horizontalen Kompression im Zusatzsi­ gnal wird es dem 16 : 9-Empfänger ermöglicht, eine horizontale Auflösung, die der des 431-Zeilen-Quellsignals nahekommt, zu erzeugen.

Die Spektralanteile aus der horizontalen Kompression werden gemäß P 39 26 388 auf den PAL-Farbträger aufmoduliert unter doppelter Ausnutzung seiner Spektralbereiche und der andere Teil der Zusatzsignale wird in der vertikalen Austastlücke und in den beiden Randstreifen übertragen.

Für Fernsehsysteme mit anderen Zeilenzahlen ändern sich die Zahlen entsprechend. Für ein Fernsehsystem mit 525 Zeilen bzw. 481 aktiven Zeilen können z.B. die Randstreifen (21 und 22) jeweils 60 Zeilen enthalten und der aktive Bereich (20) 361 Zeilen.

Claims (5)

1. Fernsehübertragungssystem mit einem Quellsignal in ei­ nem ersten Bildformat (Fig. 1), insbesondere von 16 : 9, bei dem bei der Übertragung der wesentliche Bildinhalt im ersten Bildformat innerhalb eines zweiten bekannten, z.B. PAL interlace, Bildformats, insbesondere von 4 : 3, angeordnet ist (Fig. 3) und bei dem im wesentlichen un­ sichtbare Zusatzinformationen (31, 32) übertragen werden, die von einem Empfänger für das erste Bildfor­ mat decodierbar sind, um zusammen mit der Information aus dem wesentlichen Bildinhalt (30) ein formatfüllen­ des Bild (Fig. 1) auf diesem Empfänger darzustellen, wobei das gesamte übertragene Signal von einem Empfän­ ger für das zweite Bildformat ohne Auswertung der Zu­ satzinformationen decodierbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß das Quellsignal im ersten Bildformat progres­ siv mit einer horizontalen Auflösung, ausgedrückt in Schwingungen pro Bildbreite, die im wesentlichen gleich der eines entsprechenden Quellsignals für das zweite Bildformat ist, erzeugt wird und vertikal mit einem Fak­ tor, der im wesentlichen gleich dem Verhältnis des zwei­ ten Bildformats zum ersten Bildformat ist, transcodiert wird und und daß das transcodierte Signal vor der Über­ tragung horizontal entsprechend dem zweiten Bildformat komprimiert und in ein Zwischenzeilensignal umgeformt wird und daß der Empfänger für das erste Bildformat die­ ses Zwischenzeilensignal mit den in ihm enthaltenen Zu­ satzinformationen formatfüllend decodiert.

2. Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Empfänger für das erste Bildfor­ mat das Zwischenzeilensignal mit den in ihm enthaltenen Zusatzinformationen formatfüllend zu einem progressiven Bild im ersten Format decodiert, das eine Zeilenzahl hat, die dem des transcodierten Quellsignals entspricht.

3. Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzinformationen in der vertikalen Austastlücke übertragen werden.

4. Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzinformationen in den beiden Randstreifen (31, 32) übertragen werden.

5. Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzinformationen durch eine zusätzliche Modulation des PAL-Farbträgers übertragen werden.