DE69018830T2 - Übertragung von zusätzlichen informationen in einem fernsehsignal. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Hinzufügen eines Zusatzsignals zu einem zu übertragenden Fernsehsignal.
• Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf hochfrequente Leuchtdichteinformation in einem Fernsehrundfunksignal erläutert, sie ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt.
• In jüngerer Zeit sind Fernsehsysteme mit erhöhter Auflösung (EDTV-Systeme) bekanntgeworden, bei denen zusätzliche Bildinformation kompatibel in Fernsehrundfunksignalen enthalten ist. Konventionelle Fernsehempfänger werden durch diese zusätzliche Information nicht beeinflußt, in speziellen EDTV-Empfängern wird jedoch die zusätzliche Information zur Wiedergabe von Bildern höherer Qualität verwendet. Beispielsweise ist in der Veröffentlichung von Yoshio Yasumoto et al "An Extended Definition Television System Using Quadrature Modulation of the Video Carrier with Inverse Nyquist Filter", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Band CE-33, Nr. 3, August 1987, S. 173-180 ein System beschrieben, in dem ein hochfrequentes Leuchtdichtesignal (4,2-5,2 MHz) auf den Frequenzbereich von 0,2-1,2 MHz heruntergemischt und dann zur Quadraturmodulation des Bildträgers verwendet wird. Der quadraturmodulierte Träger wird dann dem zu sendenden Standard-Fernsehrundfunksignal zugesetzt. Bei dieser Anordnung ist das zusätzliche Signal zumindest teilweise im Res-tseitenband des gesendeten Signals enthalten.
• In der US-PS 4,660,072 beschreibt Takahiko Fukinuki ein System, bei welchem hochfrequente Leuchtdichteinformation einem Fernsehrundfunksignal dadurch hinzugefügt wird, daß ein Träger, dessen Frequenz gleich der halben Farbtragerfreguenz ist, mit der hochfrequenten Leuchtdichteinformation moduliert wird. Dieser modulierte Träger wird dem Basisband- Videosignalgemisch vor der Hochfrequenzmodulation für die Sendung zugesetzt. Bei dieser Anordnung nimmt das zusätzliche Signal einen Frequenzbereich ein, der das normale Farbartsignal enthält.
• Bei den beiden oben erwähnten Systemen nimmt das zusätzliche Signal einen Frequenzbereich ein, der in einem konventionellen Empfänger demoduliert wird, so daß Artifakte im wiedergegebenen Bild auftreten können, wenn die Übertragungsstrecke nicht ideal ist.
• Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum kompatiblen Hinzufügen zusätzlicher Information zu einem Standard- Videosignal anzugeben, bei denen ein Minimum an Störungen oder Artifakten im wiedergegebenen Bild auftreten.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Videosignal in einem Videosignalgemischformat codiert und auf einen hochfreguenten Träger zweiseitenbandmoduliert. Ein Zusatzsignal, das so vorbereitet ist, daß seine Energie bei Vielfachen der Horizontalzeilenfrequenz des Videosignals konzentriert ist, wird auf einen zweiten Hochfrequenzträger aufmoduliert. Der zweite Hochfrequenzträger ist so gewählt, daß mindestens eine Seitenbandkomponente des modulierten zweiten Hochfrequenzträgers, die das Zusatzsignal repräsentiert, in das untere Seitenbandspektrum des modulierten Videosignalgemisches in frequenzverschachteltem Format mit dem modulierten Videosignalgemisch fällt. Das hochfrequenzmodulierte Videosignalgemisch und das hochfrequenzmodulierte Zusatzsignal werden zu einem Fernsehsignal für die Sendung kombiniert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Figur 1 enthält für das Verständnis der Erfindung nützliche Darstellungen der Spektren eines Videosignalgemisches und eines Zusatzsignals;
• Figuren 2, 3 und 4 sind Blockschaltbilder von alternativen Signalcodier- und Kombiniereinrichtungen zum Erzeugen kompatibler Fernsehsignale;
• Figuren 5, 6 und 7 sind Blockschaltbilder von Beispielen von Empfangsgeräten zur Verarbeitung von kompatiblen Fernsehsignalen, welche Zusatzinformation enthalten.
• Figur 1 zeigt als erstes ein Frequenzspektrum MCVS eines mit einem Videosignalgemisch modulierten Bildträgers der Frequenz fp. Das dargestellte Zweiseitenbandsignal entspricht einem Standard-Fernsehsignal vor der Restseitenbandfilterung und vor dem Hinzufügen des Tonträgers. Die Frequenz fsc ist die Farbträgerfrequenz. Man beachte, daß die Videoinformation eine Bandbreite von 4,2 MHz hat, was einem Videosignal der NTSC-Norm entspricht.
• Das mit MAS bezeichnete Frequenzspektrum entspricht einem Zusatzsignal, welches einem Träger der Frequenz fp-fx aufmoduliert ist. In diesem Falle wird angenommen, daß das Zusatzsignal ein Breitband-Leuchtdichtesignal mit Frequenzkomponenten von Null bis 5,2 MHz ist. (Die Leuchtdichtekomponente des Signalgemisches hat Frequenzkomponenten von Null bis 4,2 MHz). Da das Zusatzsignal ein Luminanz- oder Leuchtdichtesignal ist, ist seine Energie von Natur aus bei Vielfachen der horizontalen Horizontalzeilenfrequenz konzentriert. Der Fachmann weiß auch, daß das Videosignalgemisch im Frequenzbereich von Null bis etwa 2 MHz aus den niederfrequenten Komponenten des Leuchtdichtesignals besteht, deren Energie ebenfalls bei Vielfachen der Horizontalzeilenfrequenz konzentriert ist. Da die Signale MCVS und MAS vereinigt werden sollen, ohne daß sie sich gegenseitig stören, d.h. frequenzmäßig ineinander verschachtelt, wird der Träger fp-fx so gewählt, daß er sich vom Bildträger um ein ungerades Vielfaches der halben Horizontalzeilenfrequenz fH unterscheidet. Die Frequenz fx wird also gleich (2n+1)fH/2 gewählt, wobei n eine ganze Zahl ist. Nur die Zusatzsignalfrequenzkomponenten von 4,2-5,2 MHz müssen dem übertragenen Signal hinzugefügt werden und diese Komponenten sollen in das Restseitenband des übertragenen Signals fallen. Es ist ferner nicht wünschenswert, daß das zugesetzte Signal dem Bildträger des gesendeten Signals näher als 0,25 MHz kommt, damit das zugesetzte Signal die Zwischenträger-Tondemodulatorsysteme der konventionellen Empfänger nicht stört. Die Frequenz fx ist daher ungefähr gleich 5,2 + 0,25 MHz und muß gleich (2n+1)fH/2 sein. Diese Bedingungen sind erfüllt, wenn für n ein Wert von z.B. 346 gewählt wird.
• Das mit MCVS + MAS bezeichnete Spektrum resultiert aus der Vereinigung der Signale, welche durch die Spektren MCVS und MAS dargestellt sind. Das durch das kombinierte Spektrum dargestellte Signal kann in einem Restseitenbandfilter gefiltert werden, um ein mit TVS bezeichnetes Spektrum zu erzeugen, das das Spektrum eines sendefertigen EDTV-Videosignals (vor dem Hinzufügen des Tonsignals) darstellt. Vorzugsweise wird jedoch das Videosignalgemisch MCVS restseitenbandgefiltert und das Zusatzsignal MAS zur Gewinnung desjenigen Teiles seines Frequenzspektrums, der im Restseitenband enthalten sein soll, bandgefiltert, bevor die Signale zur Bildung des Signales TVS vereinigt werden.
• Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Erzeugen des Signals, welches in Figur 1 durch das Spektrum TVS dargestellt ist. Bei der Einrichtung gemäß Figur 2 liefert eine Quelle 10, bei der es sich um eine Videokamera handeln kann, eine Farbartsignalkomponente C und eine Leuchtdichtesignalkomponente Yw eines Videosignals. Die Leuchtdichtesignalkomponente Yw soll hier breitbandig sein, d.h. sie soll eine Bandbreite haben, die größer ist als es den derzeitigen Sendenormen entspricht, also größer als beispielsweise 4,2 MHz bei der NTSC-Norm. Das Signal Yw kann beispielsweise eine Bandbreite von 5,2 MHz haben.
• Das Farbartsignal C und das Leuchtdichtesignal Yw werden einem Videosignalgemischcodierer 12 zugeführt, der ein Basisband-Videosignalgemisch erzeugt. Das Basisband-Videosignalgemisch kann ein konventionelles Videosignalgemischformat haben oder auch ein erweitertes Videosignalgemisch eines Typs sein, wie er in der US-PS 4,670,072 oder der US-PS 4,670,773 beschrieben ist. Bei beiden Systemen entsprechend diesen Patentschriften ist das Videosignalgemisch durch hochfrequente Leuchtdichteinformation ergänzt Die beschriebenen Verfahren können jedoch auch dazu verwendet werden, das Signalgemisch durch andere Information zu ergänzen, wie Seitenbereichinformation für ein kompatibles Breitbild-EDTV-Signal. Das Basisband-Videosignalgemisch vom Codierer 12 wird auf einen Mischer 14 gekoppelt, in dem es einen HF-Bildträger der Frequenz fp moduliert. Der modulierte Bildträger wird über ein Restseitenbandfilter 18 auf eine Vereinigungsschaltung 16 gekoppelt, in der er mit einem Zusatzsignal vereinigt wird, um ein Signal zu erzeugen, das das in Figur 1 dargestellte Spektrum TVS hat. Das Restseitenbandfilter hat einen normgemäßen Restseitenbandfrequenzgang um das hochfrequente Fernsehsignal sendefertig zu machen.
• Das Breitband-Leuchtdichtesignal Yw von der Quelle 10 wird auf ein Verzogerungsglied gekoppelt, welches das Leuchtdichtesignal Yw in zeitliche Übereinstimmung mit dem vom Codierer 12 erzeugten Videosignalgemisch bringt. Das verz6gerte Breitband-Leuchtdichtesignal Yw wird einem Mischer 22 zugeführt, in dem es einen hochfrequenten Träger CA der Frequenz fp - (2n+1) fH/2 moduliert. Der Wert von n wird wie oben beschrieben bestimmt. Das modulierte Leuchtdichtesignal vom Mischer 22 wird über ein Bandpaßfilter 24 der Vereinigungsschaltung 16 zugeführt, in der es mit dem modulierten Signalgemisch additiv vereinigt wird. Das Bandfilter 24 hat ein Durchlaßband, das so bemessen ist, daß derjenige Teil des einen Seitenbandes des Trägers CA durchgelassen wird, der das Leuchtdichtesignalfrequenzband zwischen 4,2 und 5,2 MHz darstellt.
• Bei einer alternativen Einrichtung kann ein anderes Signal als hochfrequente Leuchtdichteinformation als Zusatzsignal verwendet werden. Dieses andere Zusatzsignal kann beispielsweise Zeilen-, Teilbild- oder Bild-Differenzsignale darstellen, die sich für ein Umwandeln von Zeilensprung- Signalen in Signale ohne Zeilensprung am Empfanger eignen. Alternativ kann das Zusatzsignal auch Hilfsaudiosignale, wie digitale Audiosignale enthalten. Bei der in Figur 2 dargestellten Einrichtung wird das alternative Zusatzsignal in einer Schaltung 26 so erzeugt und/oder zubereitet, daß seine Energie bei Vielfachen der Horizontalzeilenfrequenz des Videosignalgemisches konzentriert ist. Das alternative Zusatzsignal von der Schaltung 26 wird auf den Mischer 22 gekoppelt, in dem es den Träger CA der Frequenz fp - (2n+1)fH/2 moduliert. Je nach der Größe der Energie des Zusatzsignals bezüglich der Energie des Videosignalgemisches kann es wünschenswert sein, im Zusatzsignalkanal Schaltungsanordnungen vorzusehen, um die Amplitude des Zusatzsignals zu komprimieren oder zu dämpfen.
• Figur 3 zeigt eine alterative Ausführungsform der Erfindung. Schaltungselemente, die mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind wie Elemente in Figur 2 entsprechen einander und üben die gleichen Funktionen aus. Bei der Einrichtung gemäß Figur 3 wird das breitbandige Leuchtdichtesignal Yw von der Quelle 10 auf ein Tiefpaßfilter 30 gekoppelt, um seine Frequenzbandbreite auf 5,2 MHz zu begrenzen. Das auf die Bandbreite von 5,2 MHz begrenzte Signal wird auf ein Bandpaßfilter gekoppelt, welches aus einem 4,2MHz-Tiefpaßfilter 32 und einer Signalsubtrahierschaltung 34 besteht. Das von der Subtrahierschaltung 34 gelieferte Ausgangssignal wird auf das Frequenzband von 4,2-5,2 MHz begrenzt, was dem gewünschten hochfrequenten Hilfs-Leuchtdichtesignal entspricht. Das bandpaßgefilterte Signal von der Subtrahierschaltung 34 wird über ein kompensierendes Verzögerungsglied 36 auf den Mischer 22 gekoppelt. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 wird das Zusatzsignal vor der Modulation bandpaßgefiltert, um die Erzeugung von unnötigen Frequenzkomponenten zu verhindern, die in unerwünschter Weise in das Signalgemisch eingekoppelt werden können. Bei der Einrichtung gemäß Figur 3 werden die Signale nach ihrer Vereinigung in der Vereinigungsschaltung 16 in der Filterschaltung 18 restseitenbandgefiltert. Wie oben erwähnt wurde, ist es jedoch vorzuziehen, die beiden Signale vor ihrer Vereinigung zu filtern.
• Das Trägersignal CA der Frequenz fp - (2n+1)fH/2, das dem Mischer 22 in Figur 2 und 3 zugeführt wird, kann durch konventionelle Schaltungen wie folgt erzeugt werden: Das Horizontalsynchronisiersignal FH (oder ein Vielfaches hiervon) von beispielsweise entweder der Quelle 10 oder dem Videosignalgemischcodierer 12 wird einer konventionellen phasenverriegelten Schleifenschaltung 31 zugeführt, die ein Signal der Frequenz (2n+1)fH/2 erzeugt. Dieses Signal wird einem Mischer 33 zugeführt, dem als zweites Eingangssignal der Bildträger Fp zugeführt wird. Der Mischer erzeugt Signale der Frequenzen fp + (2n+1)fH/2, und die Frequenz fp - (2n+1)fH/2 wird durch eine geeignete Filterschaltung selektiert.
• Sowohl bei der Einrichtung gemäß Figur 2 als auch bei der gemäß Figur 3 enthält das resultierende Ausgangs Signal TVS ein moduliertes Videosignalgemisch mit Hilfsinformation, die im Restseitenband frequenzverschachtelt ist und der kein Träger zugeordnet ist. Die Hilfsinformation liegt genau zwischen den Vielfachen der Horizontalzeilenfrequenz des Signalgemisches, da der Hilfsträger sowohl aus dem Bildträger als auch dem Videohorizontalsynchronisiersignal FH erzeugt worden ist. Diese beiden Signale sind im Empfänger verfügbar, daher kann ein genauer Zusatzsignal-Demodulationsträger im Empfänger erzeugt werden, ohne daß im gesendeten Signal ein eigener Hilfsreferenzträger enthalten sein muß.
• Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der sowohl das Signalgemisch als auch das Zusatzsignal vor ihrer Vereinigung durch Kammfiltern vorverarbeitet werden. Der Teil des Signalgemischs, der die Restseitenbänder darstellt, wird also kammgefiltert, um diejenigen Signale zu entfernen, deren Frequenzkomponenten zwischen ganzen Vielfachen der Horizontalzeilenfrequenz liegen, und in entsprechender Weise wird das Zusatzsignal kammgefiltert, um diejenigen Signale zu entfernen, deren Frequenzkomponenten zwischen ganzen Vielfachen der Horizontalzeilenfrequenz liegen. Hierdurch wird dann wenn das Zusatzsignal und das Signalgemisch schließlich miteinander vereinigt werden, ein Übersprechen zwischen diesen Signalen vermieden.
• Bei der Einrichtung gemäß Figur 4 wird ein Basisband-Videosignalgemisch beispielsweise von einem Codierer 12 über einen Anschluß 40 auf einen Mischer 42 gekoppelt. Im Mischer 42 bewirkt das Basisband-Videosignalgemisch eine Zweiseitenbandmodulation eines Trägers der Frequenz f&sub1; (z.B. 10 MHz). Hierdurch wird ein Signal mit Komponenten im unteren Seitenband erzeugt, die denjenigen entsprechen, die im Restseitenband des gesendeten Signals vorhanden sind. Das modulierte Signal vom Mischer 42 wird einem Subtrahierer 46 und einem Bandpaßfilter 43 zugeführt. Das Bandpaßfilter hat ein Durchlaßband, das das untere Seitenband des modulierten Signals oder zumindest das Frequenzband zwischen f&sub1; - 1,25 MHz und f&sub1; - 0,75 MHz durchläßt. Das bandgefilterte Signal vom Bandfilter 43 wird einem Kammfilter vom C-Typ zugeführt, welches die Signale mit Frequenzkomponenten bei ganzzahligen Vielfachen der Horizontalzeilenfrequenz dämpft und Signale mit Frequenzkomponenten bei ungeraden Vielfachen der halben Horizontalzeilenfrequenz durchläßt. Das kammgefilterte Signal vom Filter 44 wird vom modulierten Signalgemisch im Subtrahierer 46 subtrahiert. Das resultierende Signal vom Subtrahierer 46 hat ein unteres Seitenband, das kammgefiltert ist und ein oberes Seitenband, das nicht kammgefiltert ist. Das kammgefilterte untere Seitenband enthält Signalenergie, welche bei ganzen Vielfachen der Horizontalzeilenfrequenz konzentriert ist. Das ganze untere Seitenband kann kammgefiltert werden. Es wird jedoch bevorzugt, nur denjenigen Teil des Frequenzspektrums kammzufiltern, der im abfallenden Teil der Restseitenbandkennlinie enthalten ist, also beispielsweise von f&sub1; - 0,75 MHz bis f&sub1; - 1,25 MHz.
• Das vom Subtrahierer 46 gelieferte Signal wird einem Mischer 48 zugeführt, in dem es durch einen Träger F2 der Frequenz fp-f&sub1; moduliert wird, um eine Signalkomponente zu erzeugen, welche das einen gewünschten Bildträger der Frequenz fp modulierendes Videosignalgemisch darstellt. Das Signal vom Mischer 48 wird einem Filter 50 zugeführt, welches mindestens ein Restseitenbandfilter enthält. Das vom Filter 50 gelieferte Ausgangssignal ist ein hochfrequentes Restseitenband-Fernsehsignal, bei dem mindestens ein Teil des Restseitenbandes kammgefiltert ist. Dieses Signal wird einem Eingangsanschluß einer Signalvereinigungsschaltung 52 zugeführt.
• Ein Zusatzsignal, z.B. ein Breitband-Leuchtdichtesignal von z.B. der Quelle 10 (Figur 2) , wird der Reihenschaltung eines Tiefpaßfilters 56 und eines Bandpaßfilters 58 zugeführt. Das Signal, das die in Reihe geschalteten Filter liefern, stellt den Leuchtdichtesignalanteil im Frequenzband zwischen 4,2 MHz und 5,2 MHz dar. Dieses Signal wird einer konventionellen Leuchtdichtesignal-Kammfilterschaltung 60 zugeführt, die Signale mit Frequenzkomponenten, die zwischen ganzen Vielfachen der Horizontalzeilenfrequenz liegen, dämpft. Das kammgefilterte Zusatzsignal wird einem Mischer 62 zugeführt, in dem es einen Träger CA der Frequenz fp - (2b+1)fH/2 moduliert. Der Wert von n wird so gewählt, daß die oberen Seitenbänder des modulierten Zusatzsignals, welche das Band von 4,2 - 5,2 MHz des Zusatzsignals darstellt, in das Frequenzband zu liegen kommen, das vom Restseitenband des modulierten Videosignalgemisches eingenommen wird, so daß das Zusatzsignalband bei ungeraden Vielfachen der halben Horizontalzeilenfrequenz auftritt.
• Das modulierte Zusatzsignal wird in einem Filter 64 bandgefiltert, welches die oberen Seitenbänder des modulierten Signals durchläßt. Das vom Filter 64 gelieferte Signal wird in der Kombinierschaltung 52 dem modulierten Videosignalgemisch hinzuaddiert um ein Signal mit einer Spektralverteilung zu erzeugen, die der des Signals TVS in Figur 1 entspricht.
• Es sei darauf hingewiesen, daß die beiden Filterschaltungen 50 und 64 entfallen können und ein einziges Restseitenbandfilter am Ausgang der Signalvereinigungsschaltung 52 eingefügt werden kann. Die Träger F1, F2 und CA können aus einem Bildträger Fp, einem Horizontalsynchronisiersignal FH und einem Oszillator auf bekannte Weise erzeugt werden, wie beispielsweise durch die Schaltungsanordnung 65 dargestellt ist.
• Figur 5 zeigt eine Schaltungsanordnung in einem Empfangsgerät zum Nutzbarmachen des mit einem Norm-Fernsehsignal kompatibel übertragenen Zusatzsignals. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß das Zusatzsignal eine hochfrequente Leuchtdichtesignalkomponente ist.
• Bei der in Figur 5 dargestellten Einrichtung wird das ergänzte Signal einem Anschluß 70 zugeführt. Es wird angenommen, daß dieses Signal vom Zwischenfrequenzteil eines Standard-HF/ZF-Tunerteils eines Fernsehsignalempfängers stammt. Das Signal wird vor dem Nyquist-Filter der ZF- Schaltung abgegriffen. Als solches ist das Restseitenband des Signals intakt und es wird angenommen, daß der ZF- Bildträger der Frequenz fp' unter dem Restseitenband liegt.
• Vom Anschluß 70 wird das Signal einem Videodemodulator 72 zugeführt, der ein Nyquist-Filter enthält. Der Demodulator 72 erzeugt ein Basisband-Videosignalgemisch in üblicher Weise, das einer Verarbeitungsschaltung 74 zugeführt wird. Durch den Frequenzgang des Nyquist-Filters wird das Zusatzsignal im wesentlichen aus dem vom Videodemodulator 72 gelieferten Basisband-Videosignalgemisch entfernt. Die Verarbeitungsschaltung 74 enthält übliche Videosignalverarbeitungsschaltungen. Die Verarbeitungsschaltung 74 trennt beispielsweise den Farbart- und den Leuchtdichteanteil und übt Funktionen hinsichtlich des Kontrastes, des Farbtones und der Farbsättigung der entsprechenden Signale aus. Das Farbartsignal wird einer Matrixschaltung 76 zugeführt. Das Leuchtdichtesignal wird der Matrixschaltung 76 über einen Addierer 78 zugeführt. Das hochfrequente Hilfsleuchtdichtesignal wird dem Leuchtdichtesignal im Addierer 78 hinzuaddiert. Die Matrixschaltung 76 kombiniert das Leuchtdichteund das Farbartsignal und erzeugt Primärfarbensignale zur Steuerung einer nichtdargestellten Wiedergabeeinrichtung.
• Das ZF-Signal am Anschluß 70 wird außerdem einem Mischer 80 zugeführt, in dem es mit einem Träger CA' der Frequenz fp' + (2n'+1)fH/2 gemischt wird, wobei fp' der ZF-Bildträger ist. Der Mischer 80 erzeugt eine Komponente, in der das Restseitenband unterhalb des Bildträgers liegt. Der Wert von n' wird so gewählt, daß die Seitenbänder des Zusatzsignals genau bei den Frequenzen liegen, von denen sie herstammen. Das vom Mischer 80 erzeugte Signal wird einem Bandpaßfilter 82 zugeführt, welches das Frequenzband des Restseitenbandes durchläßt, das vom Zusatzsignal eingenommen wird. Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 82 wird einem Leuchtdichtesignal-Kammfilter 88 zugeführt. Man beachte, daß das Mischen des ZF-Signals mit der Frequenz fp' + (2n'+1)fH/2 die Leuchtdichteanteile des Videosignalgemisches im Restseitenband auf spektrale Anhäufungen bei ungeraden Vielfachen der halben Horizontalzeilenfrequenz verschiebt. Das Leuchtdichtesignal-Kammfilter 88 beseitigt als solches im wesentlichen die Leuchtdichtesignalanteile des Videosignalgemisches und läßt das Zusatzsignal, also die hochfrequenten Leuchtdichtesignalkomponenten durch. Der Ausgang des Kammfilters 88 ist mit dem Addierer 78 gekoppelt, in dem das hochfrequente Zusatz-Leuchtdichtesignal zum Standard-Leuchtdichtesignal hinzuaddiert wird. Man beachte, daß es notwendig sein kann, in den Zusatzsignalweg ein kompensierendes Verzögerungsglied einzuschalten.
• Für den Fachmann auf dem Gebiet der Videosignaltechnik ist es klar, daß die Schaltungselemente 80, 82 und 88 in beliebiger Reihenfolge hintereinander geschaltet werden k&nnen. Einschränkungen hinsichtlich der gewählten Reihenfolge können sich durch die Frequenzansprachen der jeweils verwendeten Schaltungseinheiten ergeben.
• Figur 6 zeigt eine alternative Schaltungsanordnung für die Schaltungselemente 80, 82 und 88 zum Extrahieren des Zusatzsignals aus dem empfangenen Signal auf dem ZF-Träger. Bei einer Schaltungsanordnung gemäß Figur 6 wird das ZF-Signal vom Anschluß 70 einem Mischer 102 zugeführt, der das ZF- Signal mit einem Träger multipliziert, dessen Frequenz gleich der des ZF-Bildträgers fp' ist, der jedoch bezüglich desselben in Phasenquadratur steht, also um 90º in der Phase verschoben ist. Das ergänzte Fernsehsignal wird durch den Mischer 102 frequenzmäßig in das Basisband umgesetzt. Das Multiplizieren eines modulierten Trägers mit einem in Phasenquadratur stehenden Träger wird nominell in Phasenquadratur stehende Komponenten des modulierten Trägers (das Zusatzsignal) getrennt von phasengleichen Komponenten (dem Videosignalgemisch) liefern. Da jedoch die phasengleichen Komponenten (das Videosignalgemisch) wegen der Restseitenbandcharakteristik nicht symmetrisch bezüglich des Trägers Fp sind, hat das vom Mischer 102 gelieferte Signal die folgende Form: Im Frequenzband von null Hertz bis 0,75 MHz wird das Basisbandsignal nur das Zusatzsignal enthalten. Im Frequenzbereich oberhalb von 0,75 MHz wird das Basisband sowohl Zusatzsignal als auch restliche Komponenten des Videosignalgemisches enthalten.
• Das Ausgangssignal vom Mischer 102 wird einem Tiefpaßfilter 104 zugeführt, dessen Durchlaßband auf das Frequenzspektrum des Zusatzsignals begrenzt ist, z.B. 1,25 MHz. Das tiefpaßgefilterte Basisbandsignal wird einem Kammfilter 106 zugeführt, das so ausgebildet ist, daß es das verschachtelte restliche Leuchtdichtesignal des Signalgemisches wesentlich dämpft. (Man beachte, daß das Tiefpaßfilter 104 und das Kammfilter 106 vertauscht werden können). Die Reihenfolge der Frequenzkomponenten des kammgefilterten Zusatzsignals ist umgekehrt wie die der Frequenzkomponenten des Zusatzsignals vor der Codierung. Das heißt, daß die Frequenzkomponenten im Band von 0,25-1,25 MHz des kammgefilterten decodierten Zusatzsignals dem Frequenzband von 5,2-4,2 MHz des ursprünglichen Zusatzsignals entsprechen. Das kammgefilterte Zusatzsignal und ein Signal der Frequenz werden einem Mischer 108 zugeführt, um die Frequenzkomponenten des decodierten Basisband-Zusatzsignals in der Frequenz umzusetzen und umzuordnen. Das Signal der Frequenz (2n'+1)fH/2 wird in einer phasenverriegelten Schleife 112 erzeugt, die durch ein Horizontalsynchronisiersignal gesteuert wird, das entweder vom Videodemodulator 72 oder von der Verarbeitungsschaltung 74 gewonnen wird.
• Das frequenzverschobene Basisband-Zusatzsignal wird in einem Filterelement 110 bandpaßgefiltert und dann dem decodierten Videosignalgemisch beispielsweise über einen Addierer 78 zugesetzt. Das Filter 110 hat ein Durchlaßband, das gleich dem Spektrum des frequenzverschobenen Zusatzsignals ist, also beispielsweise von 4,2-5,2 MHz.
• In Figur 6 kann der Mischer 108 unmittelbar hinter dem Mischer 102 eingeschaltet werden und das Tiefpaßfilter kann entfallen. Die in Figur 6 dargestellte Anordnung kommt jedoch mit einer einfacheren Kammfilterstruktur aus, da das kammzufilternde Signal bei dieser Anordnung relativ niederfrequente Komponenten aufweist.
• Figur 7 zeigt eine weitere Alternative mit einem gegenüber Figur 6 verbesserten Betriebsverhalten. Im Restseitenband enthaltene Information kann im wesentlichen ausschließlich aus dem Videosignalgemisch durch Quadraturphasendemodulation gewonnen werden, wenn das dem Quadraturdemodulator zugeführte Signal eine Frequenzcharakteristik hat, die bezüglich des Bildträgers symmetrisch ist. Um jedoch eine solche Charakteristik ohne Verlust an Zusatz Signal im Restseitenband zu entwickeln muß man die Restseitenbandcharakteristik genau kennen. Im allgemeinen ist dies nicht möglich, da sich die Restseitenbandfrequenzcharakteristik von Kanal zu Kanal ändert. Die Schaltungsanordnung gemäß Figur 7 macht im Effekt das ZF-Signal durch Verwendung eines ZF-Zwischenträgers symmetrisch.
• Bei der Einrichtung gemäß Figur 7 wird das ZF-Signal vor dem Nyquist-Filter des Empfängers abgegriffen und bei dem vorliegenden Beispiel wird angenommen, daß das Restseitenband unterhalb des ZF-Bildträgers liegt. Das ZF-Signal mit einem ZF-Träger von beispielsweise 45 MHz wird über einen Anschluß 150 einem Mischer 152 zugeführt, in dem es mit einem Träger von 40 MHz multipliziert wird, um das ZF-Signal in der Frequenz auf einen ZF-Träger von 5 MHz zu verschieben. Das frequenzverschobene Signal wird einem Tiefpaßfilter 154 zugeführt, das eine Grenzfrequenz von 5,75 MHz hat. Das Filter 154 liefert ein Signal, bei dem das obere Seitenband bei einer Frequenz bezüglich des 5MHZ-Trägers abgeschnitten ist, welche symmetrisch zur Grenzfrequenz des Restseitenbandes ist. Das tiefpaßgefilterte ZF-Signal wird einem Mischer 156 zugeführt, in dem es mit einem 5MHz-Träger multipliziert wird, der in Phasenquadratur mit dem 5MHz-ZF- Träger steht, also um 90º bezüglich dieses phasenverschoben ist. Das vom Mischer 156 gelieferte Ausgangssignal ist ein Basisbandsignal. Die Spektralkomponenten des Basisbandsignals, die dem Frequenzband von 4,25-5,75 MHz des vom Tiefpaßfilter 154 gelieferten Signals entsprechen, bestehen aus Zusatzsignalkomponenten ohne Videosignalgemischkomponenten. Die spektralen Komponenten des Basisbandsignals, die dem Frequenzband von 3,7-4,25 MHz entsprechen, enthalten Zusatzsignalkomponenten und gewisse restliche Videosignalgemischkomponenten, die jedoch bezüglich der restlichen Videosignalgemischkomponenten in dem vom Mischer 102 der Figur 6 gelieferten Signal erheblich reduziert sind.
• Das Ausgangssignal vom Mischer 156 wird im Filter 158 tiefpaßgefiltert, das das Frequenzspektrum von Null bis 1,25 MHz durchläßt. Dieses Signal wird dann im Filter 160 kammgefiltert um die restlichen Videosignalgemischkomponenten erheblich zu dämpfen. Die spektralen Komponenten des vom Kammfilter 160 gelieferten Signals haben die verkehrte Reihenfolge und liegen nicht im richtigen Frequenzbereich. Diese spektralen Komponenten werden daher in das Frequenzband von 4,2-5,2 MHz umgesetzt und in der Reihenfolge umgekehrt, indem das kammgefilterte Signal in einem Mischer 162 mit einem Träger von 5,45 MHz multipliziert wird. Das Ausgangssignal des Mischers ist ein Zweiseitenbandsignal um den Träger von 5,45 MHz. Das untere Seitenband, das die gewünschten spektralen Komponenten enthält, wird mittels eines Tiefpaßfilters 164 herausgesiebt, welches eine Grenzfrequenz von 5,2 MHz hat.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Ergänzung eines Fernsehsignals, welches mit einer Horizontalzeilenfrequenz fH wiederkehrende Information enthält, um ein Zusatzsignal, mit

Einrichtungen (10,26) zur Lieferung eines Videosignals bzw. eines Zusatzsignals,

einer Einrichtung zur Lieferung eines Bildträgers der Frequenz fp,

einer Einrichtung (14), die aus dem Bildträger und dem Videosignal ein restseitenbandmoduliertes HF-Videosignal erzeugt,

einer Einrichtung (22), die aus dem Bildträger und dem Zusatzsignal ein HF-Zusatzsignal erzeugt, dessen HF-Träger außerhalb des Frequenzspektrums liegt, das von dem restseiten-bandmodulierten HF-Videosignal eingenommen wird, und das ein das Zusatzsignal darstellendes Seitenband in dem Frequenzspektrum hat, welches durch das Restseitenband des Restseitenband-HF-Videosignals eingenommen wird,

und mit einer Einrichtung (16) zum Einfügen des Seitenbands des HF-Zusatzsignals mit Ausnahme des HF-Trägers in das Restseitenbandspektrum des HF-Videosignals.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die HF-Zusatzsignalseitenbänder bei einem ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz auftreten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Videosignal eine Breitband-Leuchtdichtekomponente enthält und die Einrichtung zur Lieferung des Restseitenband-HF-Videosignals eine Einrichtung enthält, welche nur einen niedrigerfrequenten Anteil der Breitband-Leuchtdichtekomponente in das Restseitenband-HF-Videosignal einfügt, und die das Zusatzsignal erzeugende Einrichtung eine Einrichtung enthält, welche in Abhängigkeit von der Breitband-Leuchtdichtekomponente mindestens einen höherfrequenten Anteil der Breitband-Leuchtdichtekomponente als das Zusatzsignal auswählt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die das modulierte HF-Trägersignal erzeugende Einrichtung enthält:

eine aufgrund des Bildträgers einen weiteren Träger mit einer Frequenz von fp - (2n+1)f/2 erzeugende Einrichtung, wobei n eine ganze Zahl ist, und

eine Einrichtung zur Modulierung des weiteren Trägers mit dem Zusatzsignal.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die ein Restseitenband-HF-Videosignall iefernde Einrichtung enthält:

eine aufgrund des Bildträgers die Frequenzen des Videosignals um eine Frequenz fx versetzende Einrichtung, ein Kammfilter zur Kammfilterung des Teils des Spektrums des versetzten Videosignals, welcher dem Restseitenband des Restseitenband-HF-Videosignals entspricht, und eine aufgrund des Bildträgers die Frequenzen des kammgefilterten versetzten Videosignals um eine Frequenz fp - fx versetzende Einrichtung.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Einrichtung zur Erzeugung eines modulierten HF-Trägersignals ein Kammfilter zur Kammfilterung des Zusatzsignals enthält.

7. Fernsehsignalempfänger für ein Restseitenband-Fernsehsignal mit einem Bildträger und einem Zusatzsignal, welches mit einem Videosignalgemisch in einem Spektrum frequenzverkämmt ist, das von dem Restseitenband des Restseitenband- Videosignals eingenommen wird, und bei welchem der Träger für das Zusatzsignal fehlt, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger enthält:

einen aus dem Restseitenband-Fernsehsignal das Basisband-Videosignalgemisch gewinnenden Detektor (72),

eine aus dem Basisband-Videosignalgemisch mindestens eines der Leuchtdichte- und Farbkomponentensignale erzeugende Einrichtung (74),

eine Mischeinrichtung (80) zur Demodulierung des Restseitenband-Fernsehsignals in Quadratur mit dem Bildträger und zur Frequenzversetzung spektraler Komponenten des Zusatzsignals um ungerade Vielfache der halben Horizontalzeilenfrequenz des Videosignalgemischs,

eine Filteranordnung (82), die für Frequenzen entsprechend dem Restseitenband eines zugeführten Restseitenbandsignals durchlässig ist,

ein Kammfilter (88), das spektrale Durchlaßbereiche zum passieren des Zusatzsignals aufweist,

und eine Einrichtung zur Kaskadenschaltung der Mischeinrichtung, der Filteranordnung und des Kammfilters und Erzeugung eines abgetrennten Zusatzsignals aufgrund des Restseitenband-Fernsehsignals.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Kombinierung des abgetrennten Zusatzsignals mit mindestens einem der Farb- und Leuchtdichtekomponentensignale.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher die Mischeinrichtung einen ersten Mischer enthält, der aufgrund des Restseitenband-Fernsehsignals und eines um 90º gegen den Bildträger verschobenen Trägersignals das Restseitenband- Fernsehsignal demoduliert, sowie einen zweiten Mischer, der aufgrund eines Trägersignals mit einer Frequenz, die ein ungerades Vielfaches der halben Horizontalzeilenfrequenz des Videosignalgemisches beträgt, die Frequenzkomponenten des ihm zugeführten Signals um Vielfache der halben Horizontalzeilenfrequenz versetzt, und wobei die Filteranordnung, das Kammfilter und der zweite Mischer in dieser Reihenfolge mit dem ersten Mischer in Serie geschaltet sind.