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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Senden und Empfangen von Fernsehsignalen und insbesondere ein
Verfahren und eine Vorrichtung, die die Qualitätsklasse eines empfangenen
Bilds entsprechend dem Abrechnungssystem beim gebührenpflichtigen
Rundfunk, der Digitalsignale verwendet, wählen können.
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Hintergrund
der Erfindung
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Beim
derzeitigen Fernsehrundfunk werden die meisten Fernsehbilder mit
analogen Signalen übertragen.
Beim Satellitenrundfunk, der das derzeitige NTSC-System (NTSC: National
Television System Committee; Staatlicher Fernseh-Ausschuss) verwendet,
wird eine Übertragungsgeschwindigkeit
von 100 MB/s benötigt,
und es kann nur ein Kanal unter Verwendung eines Übertragungsfrequenzbands
von 27 MHz überfragen
werden. Hochauflösendes
Fernsehen wie Qualitätsfernsehen
benötigt
jedoch eine Übertragungsgeschwindigkeit
von 1,2 GB/s, das heißt,
mehr als das Zehnfache der Übertragungsgeschwindigkeit
des NTSC-Systems.
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Daher
hat digitaler Fernsehrundfunk in den letzten Jahren Aufmerksamkeit
erlangt. Wenn das derzeitige NTSC-System mit Informationskomprimierungsverfahren
auf beispielsweise 1/25 komprimiert wird, beträgt die erforderliche Übertragungsgeschwindigkeit
nur 4 MB/s, und es sind Übertragungen für sechs
Kanäle
für den
derzeitigen einen Kanal möglich.
Beim Qualitätsfernsehen
ist das Übertragen mit
einer Übertragungsgeschwindigkeit
von etwa 30 MB/s möglich.
Auf diese Weise hat der digitale Fernsehrundfunk verschiedene Vorteile
gegenüber
dem analogen Fernsehrundfunk, beispielsweise die effektive Nutzung
der elektrischen Wellenressourcen und die Übertragung hochwertiger Bilder
mit weniger Fehlern.
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Der
gebührenpflichtige
Fernsehrundfunk, wie etwa BS, CS oder CATV, hat sich in den letzten Jahren
verbreitet. Beim gebührenpflichtigen
Rundfunk wird in Erwägung
gezogen, das Berechnungsniveau entsprechend dem Programminhalt o. Ä. zu ändern.
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Verwiesen
sei beispielsweise auf EP-A-0751685, das eine Bildübertragungsvorrichtung
und ein Bildübertragungsverfahren
zur Verarbeitung hierarchisch codierter Bildinformationen beschreibt,
die eine Abrechnungseinheit zum Durchführen der Abrechnungsverarbeitung
entsprechend der Auflösung
der übertragenen
Bildinformationen aufweisen. Bei diesem System erzeugt ein Benutzer eine
Anforderung eines Signals mit einer gewünschten Auflösung, und
die Anforderung wird zur Sendestation gesendet. Auf der Sendeseite
wird ein eindeutiges Signal mit der gewünschten Auflösung bereitgestellt
und in Reaktion auf die Anforderung des Benutzers zu diesem Benutzer
gesendet.
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Verwiesen
sei beispielsweise auch auf EBU Technical Review No. 251 (Fachbericht
Nr. 251 der Europäischen
Rundfunk-Union) vom 21.03.1992, Brüssel, Belgien, S. 34–44, XP275389,
J. Mau et. al., „Sub-Band
Source Coding for HDTV" (Quellcodieren mit
unterteilten Bändern
für hochauflösendes Fernsehen).
Eine wichtige Erwägung
beim Codieren ist die Eignung von Teilbandverfahren zur Erzielung
der Kompatibilität
zwischen einer Anzahl von Codierschemen, die einen Bereich von Bildschärfen bieten, aber
alle eine gemeinsame Codierungsstrategie nutzen.
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Kurze Darstellung
der Erfindung
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Es
wäre zweckmäßig, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Senden und Empfangen von Fernsehsignalen
zur Verfügung
zu stellen, die einen Dienst mit einer Auflösung oder einer Tonqualität entsprechend
einem Abrechnungssystem beim digitalen Fernsehrundfunk bereitstellen
können.
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Bei
einem ersten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Empfangen
eines digital codierten Fernsehsignals bereit, wobei das Verfahren
dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Decodierkoeffizientenwert in
Reaktion auf ein externes Eingangssignal variabel gesteuert wird
und das digital codierte Fernsehsignal in mindestens entweder ein
Videosignal mit einer Auflösung
entsprechend dem gesteuerten Decodierkoeffizienten oder ein Audiosignal
mit einer Tonqualität
entsprechend dem gesteuerten Decodierkoeffizienten umgewandelt wird,
wobei das Verfahren weiterhin das Speichern der Änderung des Decodierkoeffizientenwerts
als Information mit dem Verstreichen der Zeit und das Senden der
Information in einem bestimmten Zeitraum zu einer Feststation aufweist.
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Bei
einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Senden
und Empfangen eines digital codierten Fernsehsignals bereit, wobei
das Verfahren auf der Sendeseite das Codieren mindestens entweder
eines Videosignals mit einer Auflösung oder eines Audiosignals
mit einer Tonqualität,
um das digital codierte Fernsehsignal zu erzeugen, wobei das Codieren
so erfolgt, dass das codierte Signal unter Verwendung eines variablen
Decodierkoeffizienten in einem Empfänger decodiert werden kann,
um eine variable Auflösung
oder Tonqualität
bereitzustellen, und das Senden des codierten Signals aufweist und
auf der Empfangsseite das Durchführen
eines im ersten Aspekt definierten Verfahrens aufweist.
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Bei
einem dritten Aspekt stellt die Erfindung eine Vorrichtung zum Empfangen
eines digital codierten Fernsehsignals bereit, die durch Decodierkoeffizienten-Steuermittel
zum variablen Steuern eines Decodierkoeffizientenwerts in Reaktion
auf ein Benutzer-Eingangssignal,
Signalwiedergabemittel zum Umwandeln des digital codierten Fernsehsignals
in mindestens entweder ein Videosignal mit einer Auflösung entsprechend
dem gesteuerten Decodierkoeffizienten oder ein Audiosignal mit einer
Tonqualität entsprechend
dem gesteuerten Decodierkoeffizienten und Mittel zum Speichern der Änderung
des Decodierkoeffizientenwerts als Information mit dem Verstreichen
der Zeit sowie Mittel zum Senden der Information in einem bestimmten
Zeitraum zu einer Feststation gekennzeichnet ist.
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Bei
einem vierten Aspekt stellt die Erfindung ein System zum Senden
und Empfangen eines digital codierten Fernsehsignals zur Verfügung, das
eine Sendevorrichtung und eine Empfangsvorrichtung aufweist, wobei
die Sendevorrichtung Codiermittel zum Codieren mindestens entweder
eines Videosignals mit einer Auflösung oder eines Audiosignals
mit einer Tonqualität,
um das digital codierte Fernsehsignal zu erzeugen, wobei das Codieren
so erfolgt, dass das codierte Signal unter Verwendung eines variablen
Decodierkoeffizienten in einem Empfänger decodiert werden kann,
um eine variable Auflösung
oder Tonqualität
bereitzustellen, und Mittel zum Senden des codierten Signals aufweist
und die Empfangsvorrichtung eine im dritten Aspekt definierte Vorrichtung aufweist.
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Bei
einem fünften
Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Empfangen eines digital
codierten Fernsehsignals mit mindestens N Kanälen codierter Signale zur Verfügung, wobei
das Verfahren das Empfangen eines externen Eingangssignals und das Wählen, ob
alle N Kanäle
codierter Signale wiedergegeben werden sollen oder nur eine reduzierte
Anzahl der N Kanäle
wiedergegeben werden soll, entsprechend dem externen Eingangssignal,
sodass die Auflösung
eines wiedergegebenen Videosignals oder die Qualität eines
wiedergegebenen Audiosignals mit dem externen Eingangssignal gesteuert
werden kann, aufweist, wobei das Verfahren weiterhin das Speichern
der Änderung
des externen Eingangssignals als Information mit dem Verstreichen
der Zeit und das Senden der Information in einem bestimmten Zeitraum
zu einer Feststation aufweist.
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Bei
einem sechsten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Senden
und Empfangen eines digital codierten Fernsehsignals mit mindestens entweder
einem Videosignal oder einem Audiosignal zur Verfügung, wobei
das Verfahren auf der Sendeseite das Trennen des Signals in N Signale
(N = ganze Zahl) in einer Weise, dass durch Wiedergeben nur einiger
der N Signale die Auflösung
eines Videobilds oder die Qualität
des Audiosignals gesteuert werden kann, sowie das einzelne Codieren
der N Signale und das Senden der codierten Signale über N verschiedene
Kanäle
aufweist und auf der Empfangsseite das Durchführen eines im fünften Aspekt
definierten Verfahrens aufweist.
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Bei
einem siebenten Aspekt stellt die Erfindung eine Vorrichtung zum
Empfangen eines digital codierten Fernsehsignals mit mindestens
N Kanälen codierter
Signale zur Verfügung,
wobei die Vorrichtung Mittel zum Empfangen eines externen Eingangssignals,
Mittel zum Wählen,
ob alle N Kanäle codierter
Signale wiedergegeben werden sollen oder nur eine reduzierte Anzahl
der N Kanäle
wiedergegeben werden soll, entsprechend dem externen Eingangssignal,
sodass die Auflösung
eines wiedergegebenen Videosignals oder die Qualität eines
wiedergegebenen Audiosignals mit dem externen Eingangssignal gesteuert
werden kann, und Mittel zum Speichern der Änderung des externen Eingangssignals
als Information mit dem Verstreichen der Zeit und zum Senden der
Information in einem bestimmten Zeitraum zu einer Feststation aufweist.
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Bei
einem achten Aspekt stellt die Erfindung ein System zum Senden und
Empfangen eines digital codierten Fernsehsignals mit mindestens
entweder einem Videosignal oder einem Audiosignal zur Verfügung, wobei
das System eine Sendevorrichtung und eine Empfangsvorrichtung aufweist,
wobei die Sendevorrichtung Mittel zum Trennen des Signals in N Signale
(N = ganze Zahl) in einer Weise, dass durch Wiedergeben nur einiger
der N Signale die Auflösung eines
Videobilds oder die Qualität
des Audiosignals gesteuert werden kann, und Mittel zum einzelnen
Codieren der N Signale und zum Senden der codierten Signale über N verschiedene
Kanäle
aufweist und die Empfangsvorrichtung eine im siebenten Aspekt definierte
Vorrichtung aufweist.
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Weitere
Merkmale und Vorzüge
der Erfindung dürften
aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung hervorgehen. Die
detaillierte Beschreibung und die beschriebenen speziellen Ausführungsformen
dienen nur der Erläuterung,
da verschiedene Ergänzungen
und Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung Fachleuten
anhand der detaillierten Beschreibung klar werden dürften.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Fernsehsignal-Sende- und -Empfangsvorrichtung
nach einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Fernsehsignal-Sende- und -Empfangsvorrichtung
nach einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die 3(a)–3(d) sind Diagramme zum Erläutern der
Videosignalverarbeitung mit dem Sender in der Vorrichtung nach der
zweiten Ausführungsform.
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Fernsehsignal-Sende- und -Empfangsvorrichtung
nach einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Ausführungsform 1
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1 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Empfängers (Decoders) in einer Fernsehsignal-Sende-
und -Empfangsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt. Wenn bei dieser ersten Ausführungsform ein im MPEG2-System festgelegter
Strom decodiert wird, wird der Decodierkoeffizient entsprechend
dem Abrechnungsniveau geändert,
sodass die Auflösung des
decodierten Bilds geändert
wird. In 1 bezeichnet das Bezugssymbol 1 einen
Videodecoder, in den ein im MPEG2-System festgelegter Strom 100 (nachstehend
als MPEG2-System-Strom bezeichnet) eingegeben wird. Das Bezugssymbol 10 bezeichnet
einen Systemdecoder zum Analysieren des MPEG2-System-Stroms 100 und zum Herausholen von
Abrechnungsinformationen 102 und eines im MPEG2-Video festgelegten
Stroms 103 (nachstehend als MPEG2-Videostrom bezeichnet)
aus dem MPEG2-System-Strom 100. Das Bezugssymbol 11 bezeichnet
einen MPEG2-Videodecoder
mit einer Umkehr-DCT-Betriebseinheit (DCT: diskrete Kosinus-Transformation).
Das Bezugssymbol 12 bezeichnet eine Abrechnungssteuereinheit
zum Steuern des Abrechnungsniveaus entsprechend einem Eingangssignal 101 vom
Benutzer. Das Bezugssymbol 13 bezeichnet eine IC-Karte
(IC: integrierte Schaltung) zum Addieren der Abrechnungsbeträge. Das
Bezugssymbol 14 bezeichnet ein Modem (Modulator-Demodulator) zum
Senden von Abrechnungsbetragsinformationen 109, die von
der IC-Karte 13 ausgegeben werden, über eine Telefonleitung zu
einer Vermittlungsstelle/Abrechnungszentrale 16. Das Bezugssymbol 15 bezeichnet
eine Signal-Synthesizerschaltung
zum Synthetisieren eines vom Videodecoder 11 ausgegebenen
decodierten Videosignals und einer von der Abrechnungssteuereinheit 12 ausgegebenen
Abrechnungsnachricht 105 und zum Ausgeben eines Monitor-Ausgangssignals 108.
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Nachstehend
wird die Funktionsweise der Fernsehsignal-Sende- und -Empfangsvorrichtung nach
der ersten Ausführungsform
beschrieben. Wie in 1 gezeigt, werden im Systemdecoder 10,
in den der MPEG2-System-Strom 100 eingegeben wird, die
Abrechnungsinformationen 102 und der MPEG2-Videostrom 103,
die im Strom 100 dargestellt sind, herausgeholt. Das MPEG2-System
hat einen breiten Anwendungsbereich, unter anderem die Verwendung
des MPEG1-Systems, das eine Vielzahl von einzeln codierten Video-
oder Audioströmen
multiplexen kann, um einen Einzelstrom (Datenfolge) als Programmgruppe
zu erzeugen, und es kann auch eine Vielzahl von Programmen vereinheitlichen,
um einen Einzelstrom zu erzeugen. Daher ist das MPEG2-System ein
geeigneter Standard für
den Fernsehrundfunk.
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Die
im Systemdecoder 10 herausgeholten Abrechnungsinformationen 102 werden
in die Abrechnungssteuereinheit 12 eingegeben. Die Abrechnungssteuereinheit 12 bestätigt das
vom Benutzer angeforderte Abrechnungsniveau (Benutzer-Eingangssignal 101)
und gibt ein Decodierkoeffizienten-Steuersignal 104 entsprechend
dem Abrechnungsniveau an die Umkehr-DCT-Betriebseinheit im MPEG2-Videodecoder 11 aus.
Nach dem Empfangen des Decodierkoeffizienten-Steuersignals 104 führt der
MPEG2-Decoder 11 die Decodierung (orthogonale Transformation)
des Stroms 103 auf einem Pegel durch, der dem Decodierkoeffizienten-Steuersignal 104 entspricht,
und gibt ein Videosignal 107 aus. Genauer gesagt, der Strom 103 wird
vollständig decodiert,
wenn das Abrechnungsniveau hoch ist, während nur ein niederfrequenter
Signalanteil des Stroms 103 decodiert wird, wenn das Abrechnungsniveau
niedrig ist.
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Die
Abrechnungssteuereinheit 12 überwacht ständig den Abrechnungszustand
entsprechend dem gewählten
Abrechnungsniveau anhand der Abrechnungsinformationen 102 und
des Benutzer-Eingangssignals 101 und gibt den Abrechnungszustand als
Abrechnungsnachricht 105 an den Videosignal-Synthesizer 15 aus.
Der Videosignal-Synthesizer 15 synthetisiert
das Videosignal 107 und die Abrechnungsnachricht 105 als
Gelegenheitsanforderungen und gibt ein Monitorsignal 108 aus.
Die IC-Karte 13 empfängt
ständig
Abrechnungsbetragssignale 106, die von der Abrechnungssteuereinheit 12 ausgegeben
werden, addiert die Abrechnungsbetragssignale und sendet Abrechnungsbetragsinformationen 109, die
durch Addieren der Abrechnungsbetragssignale in einem bestimmten
Zeitraum erhalten werden, über das
Modem 14 zur Vermittlungsstelle/Abrechnungszentrale 16.
Das Senden der Abrechnungsbetragsinformationen 109 erfolgt
automatisch in einem Zeitraum, wenn die Telefonleitung nicht überlastet
ist, beispielsweise von Mitternacht bis zum frühen Morgen.
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Wie
vorstehend dargelegt, wird bei der ersten Ausführungsform der Erfindung ein
digital codiertes Fernsehsignal, wie etwa der MPEG2-Videostrom 103, übertragen,
und ein vom Benutzer angefordertes Abrechnungsniveau wird in den
Empfänger
als Benutzer-Eingangssignal 101 eingegeben,
sodass der Decodierkoeffizient (DCT-Koeffizient) beim Decodieren
im MPEG2-Videodecoder 11 so geändert wird, dass ein Bild mit
einer Auflösung entsprechend
dem Abrechnungsniveau erhalten wird. Somit werden eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Senden und Empfangen von Fernsehsignalen realisiert,
die einen Dienst mit einer Auflösung
entsprechend dem Abrechnungsniveau bieten können. Außerdem kann das Abrechnungsniveau
stufenlos eingestellt werden, da das Decodieren des Stroms 103 mit
einer Operation entsprechend dem stufenlos einstellbaren Decodierkoeffizienten
durchgeführt
wird.
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Ausführungsform 2
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2 ist
ein Blockdiagramm, das einen Sender (Coder) und einen Empfänger (Decoder)
in einer Fernsehsignal-Sende- und -Empfangsvorrichtung nach einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Wenn bei dieser zweiten Ausführungsform
ein im M PEG2-System festgelegter Strom codiert wird, wird ein Bild
mit einer Auflösung entsprechend
dem Abrechnungsniveau erzeugt. In 2 bezeichnet
das Bezugssymbol 20 eine als progressive Kamera bezeichnete
Doppelgeschwindigkeitskamera (525P), die ein Ziel mit der
doppelten Geschwindigkeit einer normalen Kamera abtasten kann. Das
Bezugssymbol 21 bezeichnet einen Videosignaltrenner zum
Trennen eines Videosignals 200, das von der Doppelgeschwindigkeitskamera 20 aufgenommen
wurde, in zwei Zeilensprungsignale 201 und 202.
Die Bezugssymbole 22 und 23 bezeichnen MP@ML-Coder
zum Codieren der Zeilensprungsignale 201 bzw. 202 im
MP@ML-Standard (MP@ML: Main Profile at Main Level; Hauptprofil auf
dem Hauptniveau). Das Bezugssymbol 24 bezeichnet einen
Multiplexer zum Multiplexen von codierten Signalen 203 und 204 und
weiterer codierter Signale 205. Das Bezugssymbol 25 bezeichnet
einen ersten empfangsseitigen Decoder für geringe Auflösung. Der
erste Decoder 25 weist einen Demultiplexer 25a, einen
MP@ML-Decoder 25b und einen I-P-Wandler 25c auf.
Der Demultiplexer 25a empfängt einen vom Sender gesendeten
Strom 206, wandelt das im Strom 206 enthaltene
Signal in Signale in den Zuständen
vor dem Multiplexen um und gibt ein codiertes Signal 207 aus,
das einem der codierten Signale 203 und 204 entspricht,
die im Sender durch Codieren der Zeilensprungsignale 201 und 202 im MP@ML-Standard
erhalten werden. Der MP@ML-Decoder 25b decodiert das vom
Demultiplexer 25a ausgegebene codierte Signal 207 und
gibt ein decodiertes Zeilensprungsignal 208 aus. Der I-P-Wandler
25c wandelt das decodierte Zeilensprungsignal 208 in ein
Signal 209 zur Hochauflösungs- und Doppelgeschwindigkeitsüberwachung um.
Das Bezugssymbol 26 bezeichnet einen zweiten empfangsseitigen
Decoder für
hohe Auflösung.
Der zweite Decoder 26 weist einen Demultiplexer 26a, MP@ML-Decoder 26b und 26c und
einen Synthesizer 26d auf. Der Demultiplexer 26a empfängt den vom
Sender gesendeten Strom 206, wandelt das im Strom 206 enthaltene
Signal in Signale in den Zuständen
vor dem Multiplexen um und gibt ein codiertes Signal 207,
das einem der codierten Signale 203 und 204 entspricht,
und ein codiertes Signal 211, das dem anderen Signal entspricht,
aus. Die MP@ML-Decoder 26b und 26c decodieren
die codierten Signale 207 und 211 und geben decodierte Zeilensprungsignale 212 bzw. 213 aus.
Der Synthesizer 26d synthetisiert die decodierten Zeilensprungsignale 212 und 213 und
gibt ein Signal 214 zur Hochauflösungs- und Doppelgeschwindigkeitsüberwachung
aus. In dem Empfänger
nach dieser zweiten Ausführungsform
wird entweder der erste Decoder 25 oder der zweite Decoder 26 gewählt, um
den Strom 206 vom Sender in Reaktion auf ein externes Eingangssignal
(nicht dargestellt), das dem bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Benutzer-Eingangssignal 110 entspricht,
zu decodieren.
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Nachstehend
wird die Funktionsweise der Fernsehsignal-Sende- und -Empfangsvorrichtung nach
dieser zweiten Ausführungsform
beschrieben.
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Da
das von der Doppelgeschwindigkeitskamera 20 (siehe 3(a)) aufgenommene Videosignal 200 nicht
unverändert
im NTSC-Band übertragen werden
kann, wird es in zwei Zeilensprungsignale 203 (3(b)) und 204 (3(c))
getrennt. Diese Zeilensprungsignale 201 und 202 werden
mit MP@ML-Codern 22 und 23 codiert, sodass codierte Zeilensprungsignale 202 bzw. 204 erzeugt
werden. Im MP@ML-Standard wird eine Bildqualität erhalten, die genauso hoch
wie die einer NTSC-System-Übertragung
ist. Der Multiplexer 24 empfängt die codierten Zeilensprungsignale 203 und 204 über verschiedene
Kanäle
und empfängt
auch die anderen codierten Signale 205, wie etwa die Abrechnungsinformationen,
und multiplext diese Signale, um ein Übertragungssignal 206 zu
erzeugen.
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Obwohl
die Komponenten, die die Abrechnungsinformationen betreffen, wie
etwa ein Systemdecoder und eine Abrechnungssteuereinheit, wie sie bei
der ersten Ausführungsform
beschrieben wurden, in 2 nicht dargestellt sind, ist
bei dieser zweiten Ausführungsform
die Operation des Empfangens des Übertragungssignals mit dem
Empfänger
und des Trennen; der Abrechnungsinformationen vom Übertragungssignal
mit der Operation identisch, die von dem Systemdecoder nach der
ersten Ausführungsform
durchgeführt
wird.
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Im
Empfänger
wird entsprechend dem Abrechnungsniveau das Übertragungssignal (Videostrom) 206 entweder
mit dem ersten Decoder 25 für geringe Auflösung oder
dem zweiten Decoder 26 für hohe Auflösung decodiert. insbesondere
wird bei einem niedrigen Abrechnungsniveau der gesendete Strom 206 in
den ersten Decoder 25 eingegeben. Im ersten Decoder 25 wandelt
der Demultiplexer 25a das im Strom 206 enthaltene
Signal in Signale in den Zuständen
vor dem Multiplexen um und gibt ein codiertes Signal 207 aus,
das einem der codierten Signale 203 und 204 entspricht,
die jeweils durch Codieren der Zeilensprungsignale 201 und 202 im MP@ML-Standard
im Sender erzeugt werden. Das codierte Signal 207 wird
in den MP@ML-Decoder 25b eingegeben und zu einem Zeilensprungsignal 208 decodiert.
Dabei wird das andere codierte Signal, d. h., eines der codierten
Signale 203 und 204, nicht decodiert. Da das decodierte
Zeilensprungsignal 208 nicht unverändert vom Doppelgeschwindigkeitsmonitor
angezeigt werden kann, wird es beispielsweise mit dem I-P-Wandler 25c interpoliert
und wird dann als Nicht-Zeilensprung-Monitorsignal 209 ausgegeben.
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Wenn
jedoch das Abrechnungsniveau hoch ist, wird der gesendete Strom 206 in
den zweiten Decoder 26 eingegeben. Im zweiten Decoder 26 wandelt
der Demultiplexer 26a das im Strom 206 enthaltene
Signal in Signale in den Zuständen
vor dem Multiplexen um und gibt codierte Signale 207 und 211 aus,
die dem codierten Signal 203 bzw. 204 entsprechen,
die durch Codieren der Zeilensprungsignale 201 und 202 im
MP@ML-Standard im Sender erzeugt werden. Diese codierten Signale 207 und 211 werden
in die MP@ML-Decoder 26b und 26c eingegeben und
zu Zeilensprungsignalen 212 bzw. 213 decodiert.
Diese Zeilensprungsignale 212 und 213 werden in
den Synthesizer 26d eingegeben und zu einem Signal synthetisiert,
das gleich dem Videosignal 200 ist, das von der Doppelgeschwindigkeitskamera 20 vor
dem Trennen mit dem Videosignaltrenner 21 aufgenommen wurde.
Dieses Videosignal wird vom Synthesizer 26d als Monitorsignal 214 ausgegeben.
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Wie
vorstehend dargelegt, wird bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung das
von der Doppelgeschwindigkeitskamera 20 aufgenommene Videosignal 200 in
zwei Zeilensprungsignale 201 und 202 umgewandelt,
und diese Zeilensprungsignale werden von den MP@ML-Decodern 22 und 23 decodiert,
vom Multiplexer 24 über
verschiedene Kanäle empfangen
und gemultiplext und zum Decoder (Empfänger) gesendet. Im Decoder
wird entsprechend dem Abrechnungsniveau entschieden, ob beide Zeilensprungsignale 201 und 202 decodiert
werden oder nur eines der Zeilensprungsignale decodiert wird. Somit
werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Senden und Empfangen
von Fernsehsignalen realisiert, die einen Dienst mit einer Auflösung entsprechend
dem Abrechnungsniveau (zwei Stufen) bieten können. Obwohl zwei Kanäle bei der Signalübertragung
vollständig
belegt sind, können, da
durch die Signalübertragung
im NTSC-Band eine genauso hohe Auflösung wie beim hochauflösenden Fernsehen
erzielt wird, die Vorrichtung und das Verfahren nach dieser zweiten
Ausführungsform
für Wide
and Clear Vision (weites und deutliches Sehen), d. h. EDTV-II, verwendet
werden. EDTV-II ist in folgenden Veröffentlichungen beschrieben:
ungeprüfte
japanische Patentschriften Nr. Hei.1-258581, Hei.1-317079, Hei.3-237894,
Hei.4-240982 und Hei.7-79420
sowie geprüfte
japanische Patentschriften Nr. Sho.64-7555 und Hei.3-52278.
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Da
mit den MP@ML-Decodern, die MPEG2 verwenden, eine genauso hohe Bildqualität wie beim hochauflösenden Fernsehen
erhalten wird, werden die Produktionskosten gegenüber dem
Fall gesenkt, dass ein Decoder hergestellt wird, der einen Speicher,
wie etwa einen DRAM, verwendet.
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Ausführungsform 3
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4 ist
ein Blockdiagramm, das einen Sender (Coder) und einen Empfänger (Decoder)
in einer Fernsehsignal-Sende- und -Empfangsvorrichtung nach einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Diese dritte Ausführungsform stellt ein weiteres Verfahren
zum Erzeugen eines Bilds einer Auflösung entsprechend dem Abrechnungsniveau,
wenn ein im MPEG2-System festgelegter Strom codiert wird, zur Verfügung. In 4 bezeichnet
das Bezugssymbol 30 einen Videosignaltrenner zum Trennen
eines von einer Doppelgeschwindigkeitskamera 20 aufgenommenen
Videosignals in ein Zeilensprungsignal 215 eines Hauptbilds
(Setzkasten) in einem mit dem NTSC-System übertragbaren Frequenzband (nachstehend
als Hauptbildsignal bezeichnet) sowie eine vertikale Hochfrequenzkomponente
(VH-Komponente) 216 und eine horizontale Hochfrequenzkomponente (HH-Komponente) 217,
die nicht mit dem NTSC-System übertragen
werden können.
Die Bezugssymbole 31 und 32 bezeichnen Hochfrequenzkomponenten-Falteinheiten
zum Umwandeln der VH- und HH-Komponenten 216 und 217 in
niederfrequente Signalanteile, beispielsweise Gleichstrompegel-Komponenten, nach
dem Faltverfahren. Das Bezugssymbol 33 bezeichnet einen
Hochfrequenzkomponenten-Synthesizer zum Synthetisieren der VH- und
HH-Komponenten und zum Ausgeben des synthetisierten Signals als
Zeilensprungsignal 218 in einem mit dem NTSC-System übertragbaren
Frequenzband. Das Bezugssymbol 22 bezeichnet einen MP@ML-Coder
zum Codieren des Hauptbildsignals 215 und zum Ausgeben
eines codierten Signals 219, und das Bezugssymbol 23 bezeichnet
einen MP@ML-Coder zum Codieren des VH/HH-Komponentensignals (Zeilensprungsignals) 218 und
zum Ausgeben eines codierten Signals 220. Das Bezugssymbol 24 bezeichnet
einen Multiplexer zum Multiplexen der codierten Signale 219 und 220 und
zum Ausgeben eines Stroms 221. Das Bezugssymbol 27 bezeichnet
einen ersten empfangsseitigen Decoder für geringe Auflösung. Der
erste Decoder 27 weist einen Demultiplexer 27a,
einen MP@ML-Decoder 27b und einen I-P-Wandler 27c auf. Der Demultiplexer 27a empfängt einen
vom Sender gesendeten Strom 221, wandelt das im Strom 221 enthaltene
Signal in Signale in den Zuständen
vor dem Multiplexen um und gibt ein Signal 222 aus, das
dem codierten Signal 219 entspricht, das im Sender durch
Codieren des Hauptbildsignals 215 im MP@ML-Standard erhalten
wird. Der MP@ML-Decoder 27b decodiert das vom Demultiplexer 27a ausgegebene
Hauptbildsignal 222 und gibt ein Hauptbild-Zeilensprungsignal 223 aus.
Der I-P-Wandler 27c wandelt das Hauptbild-Zeilensprungsignal 222 in
ein Signal 224 zur Hochauflösungs- und Doppelgeschwindigkeitsüberwachung
um. Das Bezugssymbol 28 bezeichnet einen zweiten empfangsseitigen
Decoder für
hohe Auflösung.
Der zweite Decoder 28 weist einen Demultiplexer 28a,
MP@ML-Decoder 28b und 28c und einen Synthesizer 28d auf.
Der Demultiplexer 28a empfängt den vom Sender gesendeten
Strom 221, wandelt das im Strom 221 enthaltene
Signal in Signale in den Zuständen
vor dem Multiplexen um und gibt ein Signal 222, das dem
codierten Signal 219 entspricht, das im Sender durch Codieren
des Hauptbildsignals 215 im MP@ML-Standard erhalten wird,
und ein Signal 225 aus, das dem codierten Signal 220 entspricht,
das im Sender durch Codieren der synthetisierten VH- und HH-Komponenten,
d. h., des Zeilensprungsignals 218, im MP@ML-Standard erhalten wird.
Der MP@ML-Decoder 28b decodiert das vom Demultiplexer 28a ausgegebene
codierte Hauptbildsignal 222 und gibt ein Hauptbild-Zeilensprungsignal 223 aus.
Der MP@ML- Decoder 28c decodiert
das vom Demultiplexer 28a ausgegebene codierte VH/HH-Komponentensignal 225 und
gibt ein VH/HH-Komponenten-Zeilensprungsignal 226 aus. Der
Synthesizer 28d synthetisiert das decodierte VH/HH-Komponenten-Zeilensprungsignal 226 und gibt
ein Signal 227 zur Hochauflösungs- und Doppelgeschwindigkeitsüberwachung
aus. In dem Empfänger,
der für
diese dritte Ausführungsform
verwendet wird, wird entweder der erste Decoder 27 oder
der zweite Decoder 28 als Decoder zum Decodieren des gesendeten
Stroms 221 in Reaktion auf ein externes Eingangssignal
(nicht dargestellt) gewählt,
das dem bei der ersten Ausführungsform
beschriebenen Benutzer-Eingangssignal 110 entspricht.
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Die
Funktionsweise der Fernsehsignal-Sende- und -Empfangsvorrichtung
nach dieser dritten Ausführungsform
der Erfindung wird nachstehend unter Verwendung von 4 beschrieben.
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Das
von der Doppelgeschwindigkeitskamera 20 aufgenommene Videosignal 200 wird
in den Videosignaltrenner 30 eingegeben: Der Videosignaltrenner 30 trennt
das Videosignal 200 in ein Zeilensprungsignal 215 eines
Hauptbilds (Setzkasten) in einem mit dem NTSC-System übertragbaren Frequenzband sowie
eine vertikale Hochfrequenzkomponente (VH-Komponente) 216 und eine horizontale Hochfrequenzkomponente
(HH-Komponente) 217, die nicht mit dem NTSC-System übertragen
werden können.
Die VH- und HH-Komponenten 216 und 217 werden
in die Falteinheiten 31 bzw. 32 eingegeben, wo
diese Hochfrequenzkomponenten beispielsweise in Gleichstrompegel-Komponenten
umgewandelt werden. Anschließend
werden diese VH- und HH-Komponenten in den Synthesizer 33 eingegeben.
Der Synthesizer 33 synthetisiert die VH-Komponente und
die HH-Komponente und gibt ein Hochfrequenzkomponentensignal (Zeilensprungsignal) 218 aus.
Das Zeilensprungsignal 218 und das Hauptbild-Zeilensprungsignal 215 werden
von den MP@ML-Codern 23 bzw. 22 decodiert und
in den Multiplexer 24 eingegeben. Das VH/HH-Komponentensignal 220,
das durch Falten und Codieren der VH- und HH-Komponenten erhalten
wird, belegt ein schmaleres Frequenzband als des Frequenzband des
Zeilensprungsignals 219, das durch Codieren des Hauptbildsignals 215 erhalten
wird, da das Schmalband des VH/HH-Komponentensignals 220 die
praktische Verwendung der Vorrichtung nicht beeinträchtigt.
Der Multiplexer 24 empfängt
die beiden codierten Zeilensprungsignale 219 und 220 über verschiedene
Kanäle
und empfängt
auch die anderen codierten Videosignale 205 über verschiedene
Kanäle
und multiplext diese Signale, um ein Übertragungssignal 221 zu
erzeugen.
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Obwohl
Komponenten, die Abrechnungsinformationen betreffen, wie etwa ein
Systemdecoder und eine Abrechnungssteuereinheit, wie sie bei der ersten
Ausführungsform
beschrieben wurden, in 4 nicht dargestellt sind, ist
bei dieser dritten Ausführungsform
die Operation des Empfangens des Übertragungssignals mit dem
Empfänger
und des Trennens der Abrechnungsinformationen vom Übertragungssignal
mit der Operation identisch, die von dem Systemdecoder 10 nach
der ersten Ausführungsform
durchgeführt
wird.
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Im
Empfänger
wird entsprechend dem Abrechnungsniveau das Übertragungssignal (der Strom) 221 entweder
mit dem ersten Decoder 27 für geringe Auflösung oder
dem zweiten Decoder 28 für hohe Auflösung decodiert. Insbesondere
wird bei einem niedrigen Abrechnungsniveau der gesendete Strom 221 in
den ersten Decoder 27 eingegeben. Im ersten Decoder 27 wandelt
der Demultiplexer 27a den Strom 221 in Signale
in den Zuständen
vor dem Multiplexen um und gibt ein codiertes Signal 222 aus, das
dem codierten Signal 219 entspricht, das im Sender durch
Codieren des Hauptbildsignals 215 im MP@ML-Standard erzeugt
wird. Das codierte Signal 222 wird in den MP@ML-Decoder 27b eingegeben und
zu einem Zeilensprungsignal 223 decodiert. Dabei wird nur
das codierte Hauptbildsignal 219 (ein Kanal) decodiert,
während
das codierte VH/HH-Komponentensignal 220 nicht decodiert
wird. Da das vom MP@ML-Decoder 27b ausgegebene Zeilensprungsignal 223 nicht
unverändert
vom Doppelgeschwindigkeitsmonitor angezeigt werden kann, wird es
beispielsweise mit dem I-P-Wandler 27c interpoliert und wird
dann als Nicht-Zeilensprung-Monitorsignal 224 ausgegeben.
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Wenn
jedoch das Abrechnungsniveau hoch ist, wird der gesendete Strom 221 in
den zweiten Decoder 28 eingegeben. Im zweiten Decoder 28 wandelt
der Demultiplexer 28a den Strom 221 in Signale in
den Zuständen
vor dem Multiplexen um und gibt ein codiertes Signal 222,
das dem codierten Signal 219 entspricht, das im Sender
durch Codieren des Hauptbildsignals 215 im MP@ML-Standard
erzeugt wird, und ein codiertes Signal 225 aus, das dem
codierten Signal 220 entspricht, das im Sender durch Codieren
des VH/HH-Komponentensignals 218 im MP@ML-Standard
erzeugt wird. Diese codierten Signale 222 und 225 werden
in den MP@ML-Decoder 28c eingegeben und zu Zeilensprungsignalen 223 bzw. 226 decodiert.
Das heißt,
die beiden vor dem Multiplexen codierten Signale 219 und 220 werden zu
Signalen zweier Kanäle
decodiert, d. h. dem Hauptbild-Zeilensprungsignal 223 bzw.
dem VH/HH-Komponenten-Zeilensprungsignal 226. Die decodierten
Zweikanal-Zeilensprungsignale 223 und 226 werden
in den Synthesizer 28d eingegeben und zu einem Signal synthetisiert,
das gleich dem Videosignal 200 ist, das von der Doppelgeschwindigkeitskamera 20 vor
dem Trennen mit dem Videosignaltrenner 30 aufgenommen wurde.
Dieses Videosignal wird vom Synthesizer 28d als Monitorsignal 227 ausgegeben.
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Wie
vorstehend dargelegt, wird bei der dritten Ausführungsform der Erfindung das
von der Doppelgeschwindigkeitskamera 20 aufgenommene Videosignal 200 in
das mit NTSC übertragbare
Hauptbildsignal 215 und die nicht mit NTSC übertragbaren VH/HH-Komponentensignale 216 und 217 getrennt, und
diese Signale werden codiert, gemultiplext und über verschiedene Kanäle gesendet.
Auf der Decoderseite wird entsprechend dem Abrechnungsniveau entschieden,
ob die codierten Zweikanal-Signale beide decodiert werden oder nur
das codierte Hauptbildsignal decodiert wird. Somit werden eine Vorrichtung und
ein Verfahren zum Senden und Empfangen von Fernsehsignalen realisiert,
die einen Dienst mit einer Auflösung
entsprechend dem Abrechnungsniveau (zwei Stufen) bieten können. Obwohl
zwei Kanäle
bei der Signalübertragung
vollständig
belegt sind, können,
da durch die Signalübertragung
im NTSC-Band eine genauso hohe Auflösung wie beim hochauflösenden Fernsehen
erzielt wird, die Vorrichtung und das Verfahren nach dieser dritten
Ausführungsform für Wide and
Clear Vision (EDTV-II) usw. verwendet werden. Da mit den MP@ML-Decodern,
die MPEG2 verwenden, eine genauso hohe Bildqualität wie beim hochauflösenden Fernsehen
erhalten wird, werden die Produktionskosten gegenüber dem
Fall gesenkt, dass ein Decoder hergestellt wird, der einen Speicher,
wie etwa einen DRAM, verwendet. Da das codierte VH/HH-Komponentensignal 220 weniger
Frequenzband belegt, wird, ausgehend von der Gesamtbitrate, das
in der Vorrichtung nach dieser dritten Ausführungsform verwendete Frequenzband
gegenüber
der zweiten Ausführungsform
reduziert. Daher ist die Vorrichtung nach dieser dritten Ausführungsform
hinsichtlich der Mehrkanalbelegung der Vorrichtung nach der zweiten
Ausführungsform überlegen.
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Obwohl
bei der ersten bis dritten Ausführungsform
der Erfindung nur die Bildqualität
entsprechend dem Abrechnungsniveau geändert wird, kann auch die Tonqualität der wiedergegebenen
Sprache entsprechend dem Abrechnungsniveau durch Senden von Signalen
verschiedener Bitraten für
die Sprache geändert
werden.
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Obwohl
bei der zweiten und dritten Ausführungsform
der Erfindung das Codieren und Decodieren im MP@ML-Standard durchgeführt werden,
kann der MP@HL-Standard oder HP@HL-Standard, der dem MP@ML-Standard
hinsichtlich Qualität
oder Auflösung überlegen
ist, mit den gleichen Wirkungen, wie vorstehend beschrieben, verwendet
werden.
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Obwohl
bei der ersten bis dritten Ausführungsform
der Erfindung nur zwei Kanäle
für ein
Programm verwendet werden, wird es künftig auch möglich sein,
mehrere (drei oder mehr) Kanäle
für ein Programm
zu verwenden. Dann wird eine Hierarchisierung mit mehr Stufen realisiert,
und das Abrechnen entsprechend der Hierarchisierung wird möglich.
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Weiterhin
ist es möglich,
entsprechend dem Abrechnungsniveau zusätzliche Informationen, die
in einem MPEG2-Videostrom oder einem bestimmten Kanal hierarchisiert
sind, beispielsweise Information zu Waren, die das Programm betreffen
und vom Auftraggeber angeboten werden, bereitzustellen. Unter Verwendung
des Stroms oder Kanals, der die hierarchisierten zusätzlichen
Informationen enthält,
kann ein interaktives Kommunikationssystem geschaffen werden. Zum
Beispiel beschreibt die ungeprüfte
japanische Patentschrift Nr. Hei.7-123375 ein interaktives Kommunikationssystem.