DE4112712C2 - - Google Patents
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N11/00—Colour television systems
- H04N11/06—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined
- H04N11/12—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only
- H04N11/14—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system
- H04N11/16—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system the chrominance signal alternating in phase, e.g. PAL-system
- H04N11/167—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system the chrominance signal alternating in phase, e.g. PAL-system a resolution-increasing signal being multiplexed to the PAL-system signal, e.g. PAL-PLUS-system
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- H04N7/007—Systems with supplementary picture signal insertion during a portion of the active part of a television signal, e.g. during top and bottom lines in a HDTV letter-box system
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- H04N7/08—Systems for the simultaneous or sequential transmission of more than one television signal, e.g. additional information signals, the signals occupying wholly or partially the same frequency band, e.g. by time division
- H04N7/084—Systems for the simultaneous or sequential transmission of more than one television signal, e.g. additional information signals, the signals occupying wholly or partially the same frequency band, e.g. by time division with signal insertion during the horizontal blanking interval only
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- Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Paten
tanspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist aus der Zeitschrift "Funk-Technik",
Bd. 39 (1984), Heft 11, Seiten 460 bis 462 bekannt.
Zum kompatiblen Übertragen eines Farbfernsehsignals im Breitbildformat 16 : 9
mit herkömmlicher Zeilenzahl und Halbbildfrequenz (PALplus-Norm) ist es aus
der WO 89/05555 bekannt, aus jeweils vier aufeinanderfolgenden Zeilen durch
Interpolation drei Zeilen zu gewinnen, die in herkömmlichen Fernsehempfänger
mit dem Bildformat 4 : 3 als sogenanntes "Letterbox"-Signal wiedergegeben
werden. Damit der Breitbildempfänger aus dem empfangenen "Letterbox"-Signal
das ursprüngliche Farbfernsehsignal regenerieren kann, müssen für ihn digitale
Zusatzinformationen übertragen werden, welche sich auf den ursprünglichen
Bildinhalt beziehen. Da zumindest in einer Übergangszeit auf einem vorhandenen
Fernsehkanal sowohl herkömmliche als auch "Letterbox"-Signale übertragen
werden, muß jeder Signaltyp durch eine geeignete Kennung identifizierbar sein.
Weitere Kennungen betreffend die Herkunft des Quellensignals (Videokamera
oder Filmabtaster) sowie eine Aussage über das Vorhandensein von Bewegungen
im Bildinhalt. Entsprechende Kennsignale (Statutsbits) müssen als weitere digitale
Zusatzinformationen übertragen werden. Da sämtliche genannten digitalen Zu
satzinformationen (PALplus-Zusatzinformationen) exakt mit dem zugehörigen
Bildinhalt korreliert sind, müssen sie starr verkoppelt mit dem Bildsignal über
tragen werden. Zur Übertragung zusätzlicher Informationen innerhalb eines
herkömmlichen Farbfernsehsignals ist es aus der Zeitschrift "Funk-Technik", Bd.
39 (1984), Heft 11, Seiten 460 bis 462 bekannt, die bildfreie vertikale Aus
tastlücke vorzusehen und stets eine vollständige Zeile zu verwenden. Beim
derzeitigen PAL-Standard stehen jedoch in der vertikalen Austastlücke keine
freien Zeilen zur Verfügung. Die Zeile Nr. 16 (Datenzeile) ist mit VPS-Signalen
und anderen, rundfunkinternen Steuersignalen belegt. Die Zeilen Nr. 17, 18 und
19 sind mit Prüfsignalen belegt. In den Zeilen Nr. 11 bis 15 und Nr. 20 bis 21
wird Videotext übertragen. Die Zeilen Nr. 1 bis 10 können mit Rücksicht auf die
Synchronisationseigenschaften älterer Fernsehempfänger (noch) nicht mit Zusatz
signalen belegt werden. Gleiches gilt für die Zeile Nr. 22, die für Störabstands
messungen reserviert ist.
Aus der EP 03 09 876 A2 ist es bei einem MAC-Fernsehübertragungssystem
bekannt, ein MAC-Kennsignal in den Zeilen N. 23 und 335 zu übertragen, weil
dort der Luminanzanteil normgemäß den Wert "schwarz" besitzt. Für Farbfern
sehsignale nach anderen Normen läßt sich diese Lehre jedoch nicht anwenden, da
in keiner der Zeilen der Wert "schwarz" wie bei der MAC-Norm übertragen
wird. Beim Empfang von Signalen nach einer anderen Farbfernsehnorm als der
MAC-Norm muß daher bei dem Mehrnormen-Empfänger nach der EP 03 09 876
A2 manuell auf die dem empfangenen Signal entsprechende Betriebsweise umge
schaltet werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für die Übertragung der PALplus-
Zusatzinformationen eine Möglichkeit anzugeben, ohne die bisherige Belegung
der vertikalen Austastlücke zu verändern oder zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemaßen Ver
fahrens nach Anspruch 1 ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigt:
Bild 1 ein Diagramm für die Signalbelegung in der vertikalen Aus
tastlücke eines PAL-Farbfernsehsignals;
Bild 2 ein Blockschaltbild einer Signalbegrenzerstufe eines Empfängers
für die erfindungsgemäß übertragenen digitalen Zusatzinformatio
nen;
Bild 3 einen Ausschnitt aus der Belegung einer bildinhaltsfreien Fernseh
zeile mit einem herkömmlichen Datensignal;
Bild 4 einen Ausschnitt aus der Belegung einer bildinhaltsfreien Fernseh
zeile mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Datensignal, und
Bild 5 ein Blockschaltbild eines empfängerseitigen Schaltungsdetails zur
Fehlererkennung innerhalb der empfangenen, erfindungsgemäß
übertragenen digitalen Zusatzinformation.
In dem Diagramm gemäß Bild 1 ist die derzeitige Signalbelegung der vertikalen
Austastlücke des ersten Halbbildes eines PAL-Farbfernsehsignals dargestellt,
wobei die Nummern der betreffenden Fernsehzeilen entlang der Abszisse des
Diagramms aufgetragen sind. Wie hieraus hervorgeht ist die erste Hälfte von
Zeile Nr. 23 für die Belegung mit den PALplus-Daten vorgesehen. Die Nutzin
formationsdaten der PALplus-Daten sind in Form mehrerer Datenpakete struk
turiert. Dem ersten Datenpaket sind Einlaufinformationsdaten und Startinfor
mationsdaten vorangestellt. Die Einlaufinformationsdaten dienen zur phasenrich
tigen Rückgewinnung des Datentaktes der Nutzinformationsdaten im Empfänger.
Als Einlaufinformationsdaten herkömmlicher Datensignale kommen beispiels
weise acht Sinusschwingungen in Betracht, von denen in Bild 3 aus darstelleri
schen Gründen nur drei Schwingungen dargestellt sind. Die Sinusschwingungen
synchronisieren insbesondere eine Schwungradschaltung (Phase-Locked-Loop-
Schaltung) im Empfänger. Auf die Einlaufinformationsdaten der erfin
dungsgemäßen PALplus-Daten wird später noch im einzelnen eingegangen.
Die Startinformationsdaten dienen zur Adressierung der Nutzinformationsdaten
sowie zur selektiven Erfassung des Beginns der Nutzinformationsdaten im Em
pfänger. Der Empfänger "lauert" auf das Auftreten einer festgelegten Kennung,
welche durch die Startinformationsdaten repräsentiert wird. Sobald der Empfän
ger die gesuchte Kennung im Empfangssignal feststellt, kann er die nachfolgen
den Nutzinformationsdaten phasenrichtig aufnehmen und verarbeiten.
Die Nutzinformationsdaten sind beispielsweise bi-phase-codiert, was den Vorteil
eines einfachen code-inhärenten Fehlerschutzes bietet. Ferner ist das Signal
gleichspannungsfrei, was bei magnetischer Aufzeichnung günstig ist. Zur Er
höhung des Fehlerschutzes können die Nutzinformationsdaten mit erhöhter
Redundanz übertragen werden, beispielsweise in der Weise, daß von jedem
Datenpaket seine nicht-invertierte und invertierte Signalform sequentiell übertra
gen werden, wie anhand von Bild 5 noch im einzelnen erläutert werden soll.
Bild 2 zeigt den schematischen Aufbau der Signalbegrenzerstufe eines Empfän
gers für die erfindungsgemäßen PALplus-Daten. Der Begrenzer 1 erhält an
seinem analogen Eingang 11 ein Videosignal ("analoges Signal") das in den dafür
vorgesehenen Zeitabschnitten PALplus-Datensignale enthält. Das ankommende
Videosignal wird im Begrenzer 1 mit einer Referenzspannung Uref verglichen
welche am Eingang 12 des Begrenzers 1 anliegt. Der Begrenzer 1 erzeugt aus
dem Bildsignalanteil des ankommenden Videosignals ein "digitales" Zufallssignal,
das bei der nachfolgenden Auswertung unterdrückt wird. Für die Auswertung ist
nur der vom Begrenzer 1 bearbeitete Datensignalanteil im ankommenden Video
signal von Interesse. Ist die Amplitude des im Videosignal enthaltenen Datensig
nals größer als die Referenzspannung Uref, so entspricht die Ausgangsspannung
des digitalen Signalausgangs 13 dem logischen Zustand "high". Ist dagegen die
Amplitude des Datensignals kleiner als die Referenzspannung Uref, so entspricht
die Ausgangsspannung des digitalen Signalausgangs 13 dem logischen Zustand
"low". Da die fehlerfreie Begrenzung des Datensignals ausschließlich von der
Referenzspannung Uref abhängt, ist die sorgfältige Bemessung der entsprechen
den Baugruppen besonders wichtig. Hierzu wird dem Eingang 41 eines Spit
zenspannungsmessers 4 das Videosignal zugeführt, welcher an seinem Ausgang
42 zeitlich verzögert die maximale Signalamplitude des Videosignals liefert. In
ähnlicher Weise arbeitet ein Spitzenspannungsmesser 5, dem das Videosignal
über seinen Eingang 51 zugeführt wird. Am Ausgang 52 des Spitzenspannungs
messers 5 liegt zeitlich verzögert die minimale Signalamplitude des Videosignals
an. Die bestmögliche Begrenzung des im Videosignal enthaltenen Datensignals
liegt dann vor, wenn die Referenzspannung Uref bei 50% der Summe von
maximaler und minimaler Amplitude des Videosignals liegt. Die Referenzspan
nung Uref wird von einem Generator 2 erzeugt, dessen Eingang 22 die maximale
Signalamplitude des Ausgangs 42 und dessen Eingang 23 die minimale Signal
amplitude des Ausgangs 52 zugeführt werden. Am Ausgang 21 des Generators 2
wird die Referenzspannung Uref bereitgestellt, deren Pegel bei einem Datensignal
im eingeschwungenen Zustand bei (Umax + Umin)/2 liegt.
Bei jeder Änderung der Amplitude des an den Eingängen 41 und 51 anliegenden
Videosignals finden in den Spitzenspannungsmessern 4 und 5 Einschwingvor
gänge statt, welche in Bild 3 und 4 für Datensignale mit unterschiedlichen Ein
laufinformationsdaten veranschaulicht sind.
Bild 3 zeigt den Verlauf der in Datensignalen üblicherweise verwendeten Ein
laufinformationsdaten. Der Spannungsverlauf der maximalen Signalamplitude ist
in Kurve A dargestellt, während Kurve B den Verlauf der minimalen Signal
amplitude veranschaulicht. Die Kurve C zeigt den Verlauf der Referenzspannung,
die aus den maximalen und minimalen Signalspannungen gewonnen wird. Man
erkennt, daß erst nach dem Zeitabschnitt T1 eine optimale Referenzspannung
verfügbar ist. Da die Referenzspannung die Schneidschwelle des Begrenzers 1
bestimmt, läßt sich während des Intervalls T1 bei gestörten Datensignalen keine
fehlerfreie Umwandlung in digitale Signale erzielen. Im Gegensatz hierzu ist in
Bild 4 den Einlaufinformationsdaten ein Impuls der Dauer T2 vorangestellt,
dessen Pegel der maximalen Amplitude der Daten entspricht und dessen Breite
ein Mehrfaches der Taktperiode der Daten umfaßt. Durch diesen Impuls wird die
Funktion des Spitzenspannungsmessers 4, welcher die maximale Amplitude des
Videosignals erfaßt, derart beeinflußt, daß bereits nach einem wesentlich kür
zeren Zeitabschnitt T2 die optimale Referenzspannung Uref erreicht wird. Damit
arbeitet schon zu Beginn der Übertragung der eigentlichen Einlaufinformations
daten der Begrenzer 1 des Datenempfängers optimal.
Bild 5 zeigt eine einfache Anordnung zur Erkennung von Übertragungsfehlern bei
der Auswertung von seriellen Datensignalen, deren Datenpakete in der vorstehend
erwähnten Weise jeweils in nicht-invertierter und invertierter Signalform über
tragen werden. Die gezeigte Anordnung enthält eine Verzögerungsschaltung 10,
deren Signallaufzeit der Zeitdauer entspricht, welche zur Übertragung eines
Datenpaketes nötig ist. An den Eingängen 21 und 23 einer der Verzögerungs
schaltung 10 nachgeordneten Addierstufe 20 liegen jeweils zeitgleich und phasen
richtig ein nichtinvertriertes und invertriertes Signal eines Datenpaketes an.
Während der Zeitdauer der Übertragung zusammengehöriger Datenpakete kann
somit jeweils in der zweiten Hälfte des Übertragungszeitraumes eine einfache
Fehlerprüfung durchgeführt werden, da während dieses Zeitraums bei der Über
tragung fehlerfreier Datensignale am Ausgang 22 der Addierstufe 20 kein Signal
auftritt. Falls in den Datenpaketen noch zusätzliche Fehlerschutzmaßnahmen,
beispielsweise eine Biphase-Codierung, verwirklicht sind, können bei Auftreten
von Fehlersignalen am Ausgang der Addierstufe 20 entsprechende Korrektur
mechanismen angewandt werden.
Claims (2)
1. Verfahren zum Übertragen einer digitalen Zusatzinformation in einer
Zeile eines Fernsehsignals, bei dem die Zusatzinformation Einlauf-, Start-
und Nutzinformationsdaten in Form eines Datenpaketes erfaßt, wobei die
Einlaufinformationsdaten empfangsseitig für die phasenrichtige Rück
gewinnung des Datentaktes der Nutzinformationsdaten dient, und wobei
die Startinformationsdaten empfangsseitig zur Adressierung der Nutzinfor
mationsdaten sowie zur selektiven Erfassung des Beginns der Nutzinfor
mationsdaten dienen, dadurch gekennzeichnet, daß das Datenpaket in der
von Bildsignalen freien Hälfte der ersten oder letzten aktiven Bildzeile des
Fernsehsignals übertragen wird, wobei den Einlaufinformationsdaten ein
Impuls vorangestellt ist, dessen Amplitude dem maximalen Pegel der
Daten entspricht und dessen Breite ein Mehrfaches der Taktperiode der
Daten umfaßt, und daß empfangsseitig die eine, mit Daten belegte Zeilen
hälfte unter Verwendung des vorangestellten Impulses selektiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzinfor
mationsdaten derart gesendet werden, daß von jedem Datenpaket seine
nicht-invertierte und invertierte Signalform sequentiell übertragen werden
und daß empfangsseitig zur Feststellung von Übertragungsfehlern zu jeder
invertierten Signalform die zugehörige nicht-invertierte Signalform addiert
wird, wobei eine resultierende Signalsumme ungleich Null einen Übertra
gungsfehler indiziert.
Priority Applications (20)
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