DE3941576C1 - - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N11/00—Colour television systems
- H04N11/24—High-definition television systems
- H04N11/28—High-definition television systems involving bandwidth reduction, e.g. subsampling
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein PAL-kompatibles
Fernsehsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Ein derartiges Fernsehsystem ist aus der DE-PS 39 01 117
bekannt.
Zur kompatiblen Verbesserung des PAL-Fernsehsystems
im Sinne einer Reduzierung des Übersprechens von
Leuchtdichtespektren in Farbspektren und umgekehrt
ist es bekannt (DE-PS 39 01 117), in den von Nutz
signalspektren praktisch unbesetzten spektralen Räumen
des dreidimensionalen PAL-Spektrums den hochfrequenten
Anteil Y₂ des Leuchtdichte-Signalspektrums zu übertra
gen, um auf diese Weise innerhalb der vorgegebenen
terrestrischen Kanalbreite von 5 bzw. 5,5 MHz zu bleiben.
Hierzu wird sendeseitig das Leuchtdichte-Signalspektrum
in einen tieffrequenten Anteil Y₁ und einen hochfre
quenten Anteil Y₂ aufgespalten und einem Träger aufmodu
liert. Diese Modulation erfolgt derart, daß das Spektrum
des resultierenden Modulationssignals Y*₂ im dreidimen
sionalen PAL-Spektrum in einem von Nutzsignalspektren
praktisch unbesetzten spektralen Raum innerhalb der
vorgegebenen Kanalbandbreite zu liegen kommt. Das Modu
lationssignal Y*₂ wird zusammen mit dem tieffrequenten
Anteil Y₁ des Leuchtdichte-Signalspektrums als Leucht
dichte-Information Y im PAL-C-FBAS-Signal übertragen.
Empfangsseitig wird in einem verbesserten Fernsehempfänger
das Modulationssignal Y*₂ aus dem empfangenen PAL-C-Signal
ausgefiltert und demoduliert. Das daraus resultierende,
dem hochfrequenten Anteil Y₂ des Leuchtdichte-Signal
spektrums entsprechende Signal wird dem aus dem empfange
nen PAL-C-Signal abgetrennte tieffrequenten Anteil Y₁
des Leuchtdichte-Signalspektrums hinzugefügt. Ein her
kömmlicher PAL-Empfänger verwertet nur den übertragenen
tieffrequenten Anteil Y₄ des Leuchtdichte-Signals, ohne
von dem mitübertragenen Modulationssignal Y*₂ wesentlich
gestört zu werden.
Da ohne weitere Maßnahmen ein herkömmlicher PAL-Empfänger
das Modulationssignal Y*₂ wegen dessen Modulation mit dem
Farbträger f sc als Farbsignal detektieren würde, muß der
dem Modulator 100 zugeführte Farbträger außer einer teil
bildsequentiellen Phasenumschaltung um 180° eine bestimmte
Phasenlage erhalten. Und zwar wird bei der DE-PS 39 01 117
alternativ in jeder Zeile die Phasenlage 90° entsprechend
der Achse des Farbdifferenzsignals R-Y oder 0°/-180° ent
sprechend der Achse des Farbdifferenzsignals B-Y gewählt.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Unterdrückung des
Übersprechens von Leuchtdichte in Farbe beim kompatiblen
Empfang mit diesen Maßnahmen noch nicht optimal ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin,
ein PAL-kompatibles Fernsehsystem der eingangs er
wähnten Art zu schaffen, bei welchem die Übersprech
effekte weiter reduziert sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich
nenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels
in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine dreidimensionale Darstellung des PAL-
Spektrums;
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Sendeseite eines
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Fernsehsystems;
Fig. 3a-3e Frequenzspektren von an verschiedenen Stellen
des Blockschaltbildes nach Fig. 2 gebildeten
Leuchtdichte- bzw. Farbsignalen;
Fig. 4 ein Blockschaltbild der Empfangsseite eines
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Fernsehsystems, und
Fig. 5 die Charakteristik einer vertikal-temporalen
Filterung des Farbsignals in dem Blockschalt
bild nach Fig. 4.
Bei der dreidimensionalen Darstellung des PAL-Spektrums
nach Fig. 1 ist den dort aufgezeichneten Achsen f x,
f y und f t folgende Bedeutung zugeordnet:
f x: Auflösung in horizonalter Richtung mit Band
grenze 5 MHz
f y: Auflösung in vertikaler Richtung mit maximal 312, 5 Perioden pro Bildhöhe
f t: Auflösung in zeitlicher Richtung mit 25 Hz, bedingt durch 25 Vollbilder/Sek. und den Zeilensprung.
f y: Auflösung in vertikaler Richtung mit maximal 312, 5 Perioden pro Bildhöhe
f t: Auflösung in zeitlicher Richtung mit 25 Hz, bedingt durch 25 Vollbilder/Sek. und den Zeilensprung.
Die in Fig. 1 mit stark ausgezogener Linie eingezeichneten
Grenzen definieren denjenigen spatial-temporalen Raum,
innerhalb welchem keine Alias-Komponenten auftreten.
Dabei ist wesentlich, daß die Farbdifferenzsignale U
und V ausschließlich in dem ersten und dritten Quadranten
eines Koordinatensystems liegen, welches von den Achsen
f y und f t für Werte von f x = ± 4,43 MHz Farbträgerfre
quenz gebildet wird. Der zweite und vierte Quadrant die
ses Koordinatensystems sind - abgesehen von marginalen
Übersprecheffekten - frei von U- und V-Komponenten. Dieser
freie Raum wurde von Fukinuki in SMPTE Journal, Oktober
1984, Seiten 923-929 erstmals näher beschrieben. Erfin
dungsgemäß wird dieses sogenannte Fukinuki-Loch ausge
nützt, um dort den hochfrequenten Anteil des Leuchtdichte-
Signalspektrums zu übertragen. Wie man aus Fig. 1 un
mittelbar erkennt, wird durch die Übertragung der hoch
frequenten Leuchtdichte-Spektren im zweiten und vierten
Quadranten des erwähnten Koordinatensystems vermieden,
daß diese hochfrequenten Leuchtdichte-Spektren oberhalb
3,5 MHz in die Farbdifferenzspektren der U-V-Komponenten
im ersten und dritten Quadranten übersprechen.
In Fig. 2 ist prinzipiell dargestellt, wie das vorstehend
erläuterte Erfindungsprinzip schaltungstechnisch auf der
Sendeseite umgesetzt wird.
Wie aus Fig. 2 am Eingang des dargestellten Blockschalt
bildes ersichtlich ist, werden die Farbwertsignale Rot
(R), Grün (G) und Blau (B) in einer Matrix (10) in die
Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y sowie in das Leucht
dichte-Signal Y (Fig. 3a) matriziert. Die Farbdifferenz
signale R-Y, B-Y werden in Tiefpaßfiltern 20 und 30
mit einer Grenzfrequenz von jeweils 1,3 MHz tiefpaßge
filtert und anschließend in einem Quadraturmodulator 60
einem Farbträger f sc von 4,43 MHz aufmoduliert. Das daraus
resultierende, geträgerte Farbsignal C ist in Fig. 3b
dargestellt, wobei der Farbträger f sc strichpunktiert
eingezeichnet ist.
Aus dem Leuchtdichte-Signal Y gemäß Fig. 3a wird mit Hilfe
eines Tiefpaßfilters 40 mit einer Grenzfrequenz von 3,5 MHz
der tieffrequente Anteil Y₁ abgefiltert und sowohl
einem Addierglied 130 als auch einem Subtrahierglied 70
zugeführt. Der zweite Eingang des Subtrahiergliedes 70
wird mit dem um eine Laufzeit Δτ verzögerten (Laufzeit
glied 50) Leuchtdichte-Signal Y beaufschlagt, so daß am
Ausgang des Subtrahiergliedes 70 der hochfrequente An
teil Y₂ des Leuchtdichte-Signals Y zur Verfügung steht.
Die Anteile Y₁ und Y₂ des Leuchtdichte-Signals sind in
Fig. 3c spektral dargestellt.
Der hochfrequente Anteil Y₂ wird mit Hilfe eines Mischers 80,
welchem eine Mischerfrequenz von 6/5 f sc zugeführt
wird, in eine tiefe Frequenzlage umgesetzt, wie aus
Fig. 3d, Anteil Y′₂ ersichtlich ist. Der bei der Mischung
spiegelbildlich zur Mischerfrequenz entstehende hoch
frequente Anteil Y′₂ wird über das nachgeschaltete
Tiefpaßfilter 90 mit einer Grenzfrequenz von 2 MHz
unterdrückt.
Die angegebene Mischerfrequenz von 6/5 f sc ist ledig
lich beispielhaft und stellt den geringstmöglichen
Wert dar.
Die hochfrequente, rechte Flanke des hochfrequenten
Anteils Y₂ wird bei der Mischung infolge der dabei
auftretenden Spiegelung des Anteils Y₂ zur niederfre
quenten Flanke des Anteils Y′₂. Diese Flanke soll vor
zugsweise durch geeignete Wahl der Mischerfrequenz
möglichst nahe an die Frequenz 0 Hz herangerückt werden.
Bei der anschließenden Modulation des Anteils Y′₂ in dem
Amplitudenmodulator 100 (Fig. 2) mit einem von Teilbild
zu Teilbild um 180° in der Phase umgeschalteten Farb
träger f sc wird infolge der erneuten Spiegelung die
tieffrequente Flanke des Anteils Y′₂ wieder zur hoch
frequenten Flanke des interessierenden unteren Seiten
bandes des resultierenden Modulationssignals Y*₂. Das
in Fig. 3e gestrichelt eingezeichnete obere Seitenband
des resultierenden Modulationssignals Y*₂ wird mit Hilfe
eine Tiefpaßfilters 120 mit einer Grenzfrequenz von
5 MHz zum Teil unterdrückt.
Zur Erzeugung des von Teilbild zu Teilbild um 180° in der
Phase umgeschalteten Farbträgers f sc werden einem Pha
senschalter 110 die Trägerfrequenz f sc sowie der Vertikal
synchronimpuls V zugeführt. Da ohne weitere Maßnahmen ein
herkömmlicher PAL-Empfänger das Modulationssignal Y*₂ wegen
dessen Modulation mit dem Farbträger f sc als Farbsignal mit
beliebiger Farbe detektieren würde, muß der dem Modulator
100 zugeführte Farbträger außer der schon erwähnten teil
bildsequentiellen Phasenumschaltung um 180° eine bestimmte
Phasenlage erhalten. Und zwar wird in jeder Zeile die
Phasenlage entsprechend der Achse des Farbdifferenzsignals
B-Y gewählt. Hierzu wird die Phase ϕ des dem Phasen
schalter 110 zugeführten Farbträgers f sc so gestellt,
daß sie in jeder Zeile der Phase ϕ (B-Y) entspricht.
Festzuhalten bleibt, daß durch die teilbildsequentielle
Umschaltung der Phase des Farbträgers f sc um 180° das
Spektrum des Modulationssignals Y*₂ in das vorstehend
erwähnte Fukinuki-Loch transportiert wird.
Das abgefilterte Modulationssignal Y*₂ wird in der
Addierstufe 130 mit dem tieffrequenten Anteil Y₁ zusammen
gefügt und das daraus resultierende Leuchtdichte-Signal
wird in der weiteren Addierstufe 140 mit dem Farbsignal
C zu dem resultierenden PAL-C (compatible)-FBAS-Signal
gemäß Fig. 3e kombiniert. Dieses Signal kann dann einem
üblichen terrestrischen Fernsehsender zur terrestrischen
Übertragung zugeführt werden. Dieses terrestrisch ausge
strahlte Signal kann von einem herkömmlichen PAL-Empfänger
verarbeitet werden, wobei nur der tieffrequente Anteil
Y₁ des Leuchtdichte-Signalspektrums ausgewertet wird.
Dies ist jedoch, wie eingangs bereits erläutert wurde,
kein Nachteil, da bei der Standard-PAL-Übertragung im
sendeseitigen Coder und empfangsseitigen Decoder Notch-
Filter verwendet werden, welche das Leuchtdichte-Signal
auf etwa 3,5 MHz begrenzen. Von Vorteil für den kompatiblen
PAL-Empfang ist jedoch, daß ein Übersprechen von Leucht
dichte-Spektren in Farbspektren und umgekehrt weitgehend
vermieden wird, weil die hochfrequenten Anteile des
Leuchtdichte-Signals nicht nach dem PAL-Standard übertra
gen werden.
Ein Empfänger, welcher auch den geträgert übertragenen
hochfrequenten Anteil des Leuchtdichte-Signalspektrums,
d. h., das Modulationssignal Y*₂ auswertet und dadurch
eine höhere Auflösung der Leuchtdichte bietet, ist in
dem Blockschaltbild nach Fig. 4 erläutert.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, wird aus dem ankommenden
PAL-C-FBAS-Signal über ein Tiefpaßfilter 310 mit einer
Grenzfrequenz 3,5 MHz der tieffrequente Anteil Y₁ ausge
siebt und einer Addierstufe 320 zugeführt, welche in noch
näher zu beschreibender Weise den hochfrequenten Anteil
Y₂ an ihrem zweiten Eingang erhält und dem tieffrequenten
Anteil Y₁ zum ursprünglichen Leuchtdichte-Signal Y hinzu
addiert.
Zur Gewinnung des hochfrequenten Anteils Y₂ sowie der
Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y wird das ankommende
PAL-C-FBAS-Signal ferner einem Bandpaßfilter 210 mit
einer unteren Grenzfrequenz von 3,5 MHz und einer oberen
Grenzfrequenz von 5 MHz zugeführt. Ein nachgeschaltetes
Teilbildkammfilter, bestehend aus einem 312-Zeilen-Ver
zögerungsglied 220, einer Subraktionsstufe 230 und einer
Addierstufe 240, liefert am Ausgang der Subraktionsstufe
230 das Farbsignal C und am Ausgang der Addierstufe 240
das Modulationssignal Y*₂. Die zugehörige Filtercharak
teristik ist in der Fig. 5 veranschaulicht, welche
die Filterung im vertikal-temporalen Bereich (Achsen
f y und f t) bezüglich des Farbsignals C und des Modu
lationssignals Y*₂ zeigen. Der in Fig. 5 schraffiert
eingezeichnete Bereich ist der Sperrbereich für das
Chromasignal C.
Das der Darstellung in Fig. 5 zugrundegelegte 3-tap-Filter
bewirkt, daß das Modulationssignal Y*₂ von den Farb
signalen U und V und umgekehrt getrennt werden können.
Durch die Gleichphasigkeit des Farbträgers f sc mit dem
Farbdifferenzsignal B-Y für die Modulation/Demodulation
des Signals Y*₂ ergeben sich die aus Fig. 5 ersichtlichen
Lagen von Y*₂ bei ±144 Perioden/Bildhöhe und bei der
temporalen Frequenz von ±17,2 Hz und -7,8 Hz.
Aus der vertikal-temporal gefilterten Farbkomponente C
werden durch Demodulation in dem Modulator 270, welchem
der Farbträger f sc zugeführt wird, die Farbdifferenz
signale R-Y und B-Y in üblicher Weise gewonnen.
Der Leuchtdichte-Anteil am Ausgang des Addiergliedes 240
stellt das vorstehend als Modulationssignal Y*₂ bezeich
nete, geträgerte hochfrequente Leuchtdichte-Signal dar,
das in einer Demodulationsstufe 250 demoduliert wird.
Hierzu wird dem Demodulator 250 in gleicher Weise wie
dem sendeseitigen Modulator 100 gemäß Fig. 2 von einem
Phasenschalter 260 ein teilbildsequentiell um 180° in der
Phase alternierender Farbträger f sc zugeführt. Die Phase
des zugeführten Farbträgers entspricht in jeder Zeile
der Phase ϕ (B-Y) des Farbdifferenzsignals B-Y.
Dementsprechend werden dem Phasenschieber 260 der in der
Phase gestellte Farbträger und der Vertikal
synchronimpuls V zugeführt. Das demodulierte Signal am
Ausgang des Demodulators 250 wird zur Absiebung unerwünsch
ter Demodulationsprodukte in einem Tiefpaßfilter 280 mit
einer Grenzfrequenz von 2 MHz gefiltert, worauf der re
sultierende, in seiner Frequenzlage versetzte, hochfre
quente Leuchtdichte-Anteil Y′₂ einem Mischer 290 zuge
führt wird, welcher diesen Anteil in die ursprüngliche,
in Fig. 3c dargestellte Frequenzlage rücktransponiert.
Hierzu wird dem Mischer eine Mischfrequenz von 6/5 f sc
zugeführt, wie dies entsprechend bei dem sendeseitigen
Mischer 80 gemäß Fig. 2 der Fall war. Der in seine richtige
Frequenzlage rücktransponierte hochfrequente Anteil
Y₂ wird über ein Bandpaßfilter 300 mit einer unteren
Grenzfrequenz von 3,5 MHz und einer oberen Grenzfrequenz
von 5 MHz gesiebt und dann dem Addierglied 320 zugeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet folgende Vorteile:
- - Sowohl der kompatible PAL-Empfang als auch der ver besserte PAL-Empfang sind praktisch frei von Cross colour-Störungen;
- - auch der hochfrequente Anteil Y₂ des Leuchtdichte- Signals ist frei von Übersprechen aus dem ursprüngli chen Leuchtdichte-Signal, da letzteres bei 3,5 MHz begrenzt wurde;
- - der verbesserte PAL-Empfänger zeigt eine volle Auf lösung des Leuchtdichte-Signals, und
- - die gerätetechnische Realisierung sowohl auf der Sende- als auch auf der Empfängerseite ist relativ einfach.
Claims (1)
- PAL-kompatibles Fernsehsystem, bei dem sendeseitig das Leuchtdichte-Signalspektrum in einen tieffre quenten Anteil Y₁ und einen hochfrequenten Anteil Y₂ aufgespalten und einem Träger aufmoduliert wird, wobei die Modulation des hochfrequenten Anteils Y₂ des Leuchtdichte-Signalspektrums derart erfolgt, daß das Spektrum des resultierenden Modulations signals Y*₂ im dreidimensionalen PAL-Spektrum in einem von Nutzsignalspektren praktisch unbesetzten spektralen Raum innerhalb der vorgegebenen Kanal bandbreite zu liegen kommt, wobei das Modulations signal Y*₂ zusammen mit dem tieffrequenten Anteil Y₁ des Leuchtdichte-Signalspektrums als Leucht dichte-Information Y im PAL-Signal übertragen wird, wobei empfangsseitig das Modulationssignal Y*₂ aus dem empfangenen PAL-Signal ausgefiltert und demodu liert wird und wobei das daraus resultierende, dem hochfrequenten Anteil Y₂ des Leuchtdichte-Signal spektrums entsprechende Signal dem aus dem empfange nen PAL-Signal abgetrennten tieffrequenten Anteil Y₁ des Leuchtdichte-Signalspektrums hinzugefügt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenlage des Modulationssignals Y*₂ stets der Phasenlage des Farbdifferenzsignals B-Y ent spricht.
Priority Applications (9)
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---|---|---|---|
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3901117C1 (en) * | 1989-01-16 | 1990-01-04 | Institut Fuer Rundfunktechnik Gmbh, 8000 Muenchen, De | Compatible frequency-division multiplex television system |
-
1989
- 1989-12-16 DE DE3941576A patent/DE3941576C1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3901117C1 (en) * | 1989-01-16 | 1990-01-04 | Institut Fuer Rundfunktechnik Gmbh, 8000 Muenchen, De | Compatible frequency-division multiplex television system |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
FUKINUKI, Takahiko, HIRANO, Yasuhiro, YOSHIGI, Hiroshi: Experiments on Proposed Extended-Definition TV with Full NTSC Compatibility, In: SMPTE Journal, Oct. 1984, S. 923-929 * |
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