DE951152C

DE951152C - Farbfernsehsystem

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Publication number: DE951152C
Application number: DEF15287A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-07-24
Filing date: 1954-07-24
Publication date: 1956-10-25
Also published as: FR1095424A; BE531909A; GB792863A; CH331082A; FR1103720A; FR64080E; FR1101849A; FR1094403A; BE530175A; US2938945A; FR1087363A; FR1096506A; FR1094506A; NL189305B; AT186300B; FR1092423A; FR1098607A

Description

AUSGEGEBEN AM 25. OKTOBER 1956

F 15287 Villa/2ia*-

Farbfernsehsystem

Die Erfindung betrifft ein verbessertes, mit einer Schwarzweißfernsehnorm verträgliches Farbfernsehsystem. Ein solches Farbfernsehsystem muß folgenden Bedingungen genügen: 1. Ein zur Zeit handelsüblicher Schwarzweißfernsehempfänger kann aus den vom Farbfernsehsender ausgesandten Signalen ein Schwarweißbild herstellen, dessen Güte mit derjenigen eines von einer Schwarzweiß Sendung herrührenden Bildes vergleichbar ist; 2. die Bandbreite des Farbfernsehsignal ist dieselbe wie diejenige, die normalerweise einem Schwarzweißfernsehsignal zugeteilt ist; 3. die Reichweite eines Farbfernsehsenders ist im wesentlichen dieselbe wie diejenige eines Schwarzweißsenders gleicher Leistung.

Das erfindungsgemäße System gehorcht allen diesen Bedingungen. Es zeichnet sich ferner durch außerordentliche Einfachheit aus. Mittels einer einfachen Umschaltung kann ein erfindungsgemäßer Farbfernsehsender für die Übertragung von Schwarzweißsignalen verwendet werden, wenn man , über keine farbigen Informationen verfügt. Die Ausführung von Empfängern, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgesandte Signale in Farben umsetzen können, ist besonders einfach. Die Einführung neuer Kreise ist nicht erforderlich, und

die Einstellung der Schaltungen im Betrieb ist nicht kritisch.

Ferner können die erfindungsgemäßen Empfänger sehr verschieden aufgebaut sein, ohne daß die Kreise, welche dem Organ oder den Organen zur Wiederherstellung des Bildes in natürlichen Farben vorangehen, abgeändert zu werden brauchen. Schließlich können die erfindungsgemäßen Farbfernsehempfänger bei Abwesenheit farbiger Informationen leicht Schwarzweißbilder abbilden, deren Güte dieselbe ist wie diejenige der Bilder, die von einfarbigen Fernsehempfängern wiedergegeben werden.

Es sind bereits zahlreiche Farbfernsehsysteme vorgeschlagen worden. Nur diejenigen sind annehmbar, die neben den oben angegebenen Verträglichkeitsbedingungen außerdem den Bedingungen genügen, die sich aus den Untersuchungen über die Kolorimetrie von Farbbildern ergeben, haben. Die zahlreichen bisher durchgeführten kolorimetrischen Untersuchungen haben Ergebnisse geliefert, die im einzelnen nicht immer übereinstimmen, jedoch im großen ganzen die folgenden Punkte klargestellt haben:

$5 Es ist möglich, ein Bild in natürlichen Farben aus drei einfarbigen Bildern zusammenzusetzen, deren Farben in geeigneter Weise gewählt sind, und zwar derart, daß die Mischung von je zweien dieser Farben nicht die dritte ergibt und daß ihre Mischung in festen Verhältnissen weiß ergibt. In den meisten Dreifarbensystemen verwendet man drei Farbauszüge, die Rot,· Grün und Blaut genannt werden, da ihr genauer Farbton in den Frequenzbereich fällt, der den so bezeichneten Farben entspricht. Ein zweites wichtiges Ergebnis, das sich aus allen kolorimetrischen Untersuchungen ergibt, ist das folgende:

Wenn man bei einer dreifarbigen Zusammen- j setzutig roter, grüner und blauer Bilder die Helligkeit des weißen Bildes, das aus den drei Farbauszügen erhalten wird, mit 100 bezeichnet, so ist die größte Helligkeit des blauen Bildes gleich 10. Die Helligkeiten des grünen und des roten Bildes besitzen die gleiche Größenordnung und liegen zwisehen 40 und 60, wobei diejenige des grünen Bildes etwas größer ist.

Ferner haben sich die kolorimetrischen Untersuchungen auf die Sehschärfe in den verschiedenen Farbbereichen erstreckt, und das Experiment hat gezeigt, daß im grünen und roten Bereich das Auge Einzelheiten unterscheidet, deren Abmessungen zwar größer sind als diejenigen, die in einem Schwarzweißbild unterschieden werden können, jedoch diesen vergleichbar bleiben. In blauen Bildern dagegen kann das Auge keine feinen Einzelheiten unterscheiden.

Diese drei Ergebnisse haben dazu geführt, daß von vornherein einige Eigenschaften der Farbfernsehsignale festgelegt sind. Die Energie, welche der Übertragung eines blauen Bildes entspricht, kann viel geringer sein als diejenige, die zur Übertragung des roten und des grünen Farbauszugs erforderlich ist. Andererseits ist es nutzlos, feine Einzelheiten des blauen Farbauszugs zu übertragen, d. h. es genügt, den unteren Teil der Videofrequenzen des blauen Farbauszugs zu übertragen. Untersuchungen haben gezeigt, daß es bei den Bildern hoher Auflösung, die der französischen Schwarzweiß fernsehnorm entspricht, vollkommen ausreicht, die Blauinformation in einem Band zu übertragen, das nur ein Zehntel oder sogar ein Zwanzigstel desjenigen für die Schwarzweißinformation beträgt.

Die bisher vorgeschlagenen Farbfernsehsysteme lassen sich je nach der verwendeten Übertragungsart in zwei Klassen einteilen. Die erste Klasse ent- spricht den sogenannten Simultansystemen. Hierbei wird die gleichzeitige Übertragung der drei zur Herstellung des Farbbildes erforderlichen Informationen verwendet. Um den Verträglichkeitsbedingungen zu genügen, müssen derartige Systeme offenbar von Anordnungen Gebrauch machen, welche die drei Informationen gleichzeitig mit genügender Auflösung übertragen, ohne ein breiteres Frequenzband zui beanspruchen als das für eine Sehwarzweißübertragujig vorgesehene. Das vom »National Television System Committee« vorgeschlagene System fällt in diese Kategorie. Die andere Übertragungart, zu der die Folgesysteme gehören, besteht in einer abwechselnden Übertragung der den einzelnen Farbauszügen entsprechenden Informationen in einer gegebenen Reihenfolge, wobei die Wechselgeschwindigkeit diejenige von Bildern, von Teilbildern, von Zeilen, von Punktgruppen oder von Punkten des wiederhergestellten Bildes sein kann. Die Systeme dieser einfachen Art erfordern nicht von vornherein ein größeres Frequenzband als dasjenige, das einer einfarbigen Information zugeordnet ist, da in jedem Augenblick nur eine einzige Information übertragen wird. Die Bild- oder Teilbildfolgesysteme können kein verträgliches System ergeben. Die Wiederkehrfrequenz eines Bildes oder eines Teilbildes für jeden Farbauszug ist nämlich notwendigerweise einDrittel derjenigen der Schwarzweißbilder. Um die Flimmererscheinurtgen zu vermeiden, die daher kommen, daß das Auge Bilder nicht verschmelzen kann, deren Aufeinanderfolge zu langsam ist (bekanntlich liegt die untere Grenze bei etwa fünfzehn Bildern pro Sekunde), muß die Wiederkehrfrequenz der Bilder bei einer solchen Übertragung erhöht werden. Es sind zahlreiche Farbfernsehsysteme des Folgetyps vorgeschlagen worden, bei denen die Farbauszüge mit Zeilen- oder Punktfrequenz aufeinanderfolgen und die der Bedingung der Beschränkung des Durchlaßbandes Folge leisten. Die Punktfolgesysteme führen sowohl bei der Sendung wie beim Empfang zu komplizierten Ausführungen.

Es sind ferner schon Vorschläge zur Anwendung eines gemischten Verfahrens gemacht worden.

In den »Proceedings of the I. R. Ε.«, Oktober 1951) S. 1326, ist ein Farbfernsehsystem beschrieben, bei dem der grüne Farbauszug dauernd mit hoher Auflösung übertragen wird, wobei ihm die hohen Frequenzen der beiden anderen Farbauszüge zugesetzt sind (mixed highs). Die niederfrequenten Anteile des blauen und des roten Farbauszugs

werden abwechselnd an derselben Stelle des Frequenzspektrums des Übertraguingskanals übertragen, und zwar bei dem Beispiel nach Fig. io nach Frequenzumsetzung durch Modulation mit einem Unterträger in einem dem ersten benachbarten Frequenzband, wobei der Wechsel zwischen den beiden Informationen mit einer erheblich über der Rasterfrequenz liegenden Frequenz erfolgt.

Demgegenüber kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch, daß der eine, dauernd gesendete Farbauszug in einem im Vergleich zu dem normalerweise von einer Schwarzweißsendung eingenommenen Frequenzband schmalen Band, also mit geringer Auflösung übertragen wird, während die abwechselnd gesendeten Farbauszüge mit hoher Bildauflösung übertragen werden, so daß beide Übertragungen innerhalb des für Schwarzweißr-Sendungen zur Verfugung stehenden Frequenzbandes erfolgen.

so Hierdurch ergeben sich mehrere ganz erhebliche Vorteile gegenüber dem bekannten Verfahren. Zwnächst ergibt sich aus der abwechselnden Übertragung des grünen und des roten Farbauszugs mit hoher Auflösung eine bedeutende Verbesserung der as Farbbildqualität. Falls nämlich, wie es häufig vorkommt, die aufgenommene Szene nur wenig grüne Tönungen aufweist (Innenräume, Sonnenuntergänge usw.), wird bei dem bekannten Verfahren das zur Verfugung stehende Frequenzband sehr schlecht ausgenutzt, da der größte Teil desselben dem nicht vorhandenen grünen Farbauszug zugeordnet ist. Infolgedessen ergibt sich ein hinsichtlich Auflösung und Brillanz sehr schlechtes Farbbild. Zur Leuchtkrafteines Farbbildes trägt nach kolorimetrischen Messungen dieblaue Farbe etwa io°/o, die rote etwa 30% und die grüne etwa 60% in bezug auf Weiß bei. Es ist also nicht richtig, der Rotinformation ein ebenso geringes Gewicht zuzumessen wie der Blauinformation, und eine befriedigende Farbwiedergabe ist mit der bekannten Verteilung der Informationen nicht möglich.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die von einem Schwar.zweißempfänger wiedergegebenen Bilder erheblich besser sind. Da sowohl die grüne als auch die rote Information vom Schwarzweißempfänger erfaßt werden, erhält man ein Bild, dessen Leuchtkraft und Auflösung nicht mehr allein dem grünen Farbauszug entsprechen, sondern der Summe der beiden go erwähnten Teilfarben.

Farbfernsehempfänger für das erfindungsgemäße System sind weit einfacher und damit billiger und zuverlässiger als Empfänger nach dem bekannten Verfahren. Es genügt nämlich, dem Empfangsverstärker einen elektronischen "Umschalter hinzuzufügen, der die Haupiinformation abwechselnd auf den Rotkanal und den Grünkanal des Empfängers leitet, sowie vor dem Blaukanal einen einfachen Gleichrichter vorzusehen, der von einem auf die Frequenz des bläuen Unterträgers abgestimmten Schwingkreis gespeist wird. Bei dem bekannten Verfahren ist dagegen außerdem eine Vorrichtung zur Abtrennung der mit der Grüninformation übertragenen »mixed highs« und zur Einführung dieser hohen Frequenzen in den Blau- und Rotkanal er- Sg forderlich. Ohne diese zusätzliche Übertragung der Bildeinzelheiten, ohne Rücksicht auf die Farbe, wäre nämlich der rote Farbauszug mangels Auflösung vollkommen unbrauchbar.

Schließlich ist darauf hinzuweisen, daß bis jetzt keine im Roten fluoreszierenden Substanzen hoher Lichtausbeute bekannt sind, so daß es erforderlich ist, im Rotkanal eine möglichst große Energie verfügbar zu haben; um zum Ausgleich der geringen Empfindlichkeit der entsprechenden Leuchtschirmschichten die Verstärkung weit genug treiben zu können. Auch dies ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Farbauszüge leichter durchzuführen.

Auf Grund dejr obenerwähnten Untersuchungs-.ergebnisse weiß man, daß man ohne Verlust an Bildauflösung im blauen Farbauszug der Übertragung der grünen und der roten Information je etwa 90% des normalerweise für die Übertragung der Schwarzweißinformation verwendeten Frequenzbereiches zuteilen kann, während die restliehen ΐο^β/β für die Übertragung der Blauinformation ausreichen. Vorzugsweise wird diese Information mittels Frequenzverschiebung des Niederfrequenzanteiles des blauen Videosignals am oberen Ende des Videofrequenzbereiches des verwendeten go Übertragungskanals übertragen. Unter diesen Umständen erscheint die Blauinformation in den Schwarzweißfernsehempfängern infolge der Übertragungseigenschaften dieser Empfänger stark gedämpft. Sie bildet ein sehr lichtschwaches Punktmuster, das auf dem Grund des normalerweise durch die den grünen und roten Farbauszügen entsprechenden Informationen aufgebauten Bildes erscheint. Die Güte der so erhaltenen Schwarzweißbilder ist im wesentlichen- gleichwertig mit derjenigen, die man bei einem Schwarzweißsignal erhält, da das der Übertragung der Rot- und Grüninformationen zugeordnete Frequenzband nicht viel kleiner als dasjenige bei einer Schwarzweißübertragung ist. Die Horizontalauflösung eines so gebildeten Farbbildes entspricht einer größeren Bildschärfe als derjenigen eines normalen Schwarzweißbildes, da die Seheigenschaften in Schwarzweiß von denjenigen in Farben abweichen. Die Vertikalauflösung der so erhaltenen Farbbilder ist zwar etwas geringer als n₀ diejenige des entsprechenden Schwarzweißbildes, reicht jedoch noch längst aus, da die Farbe zusätzliche Information liefert. Andererseits kann sie durch gewisse weiter, unten beschriebene Maßnahmen verbessert werden. n₅

Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mit dem dauernd übertragenen Signal Hilfssignale verknüpft, welche die Kennzeichnung des im betreffenden Zeitpunkt übertragenen Hauptfarbauszugs gestatten.

Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist es vorgesehen, die Aufeinanderfolge der Übertragung der Rot- und Grüninformationen derart zu regeln, daß ein farbiger Zeilensprung mit Teilbildfrequenz erzeugt wird, d. h. daß bei zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen eine Zeile derselben

Ordnungszahl abwechselnd der Übertragung einer roten und einer grünen Information entspricht.

Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist es vorgesehen, die Aufeinanderfolge der Rot- und S Grüninformationen derart zu regeln, daß ein farbiger Zeilensprung mit Bildfrequenz vorgenommen wird, wobei vertikale Gleichlaufimpulse verwendet werden, welche eine geometrische Verflechtung der beiden nacheinander auf der Empfangsröhre beschriebenen Teilbilder steuern.

Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung wird das Verhältnis der Informationen, welche die beiden Hauptfarbauszüge bilden, je nach der mittleren Helligkeit jedes Farbauszugs zwischen verschiedenen Werten geändert.

Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung wird während der gesamten Übertragung das Verhältnis der den beiden Hauptfarbauszügen entsprechenden Informationen von Eins verschieden gehalten.

Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung

wird bei der Bildaufnahme eine Kamera verwendet, die eine einzige Aufnahmeröhre ei .hält und nach einem Teilbildfolgeverfahren arbeitet, zusammen mit einer Kodiereinrichtung, welche die Bildung der zu übertragenden Videosignale gewährleistet.

Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung

werden die dauernd übertragenen Informationen am unteren Ende des Videokanals übertragen, während die niederfrequenten Anteile der abwechselnd übertragenen Informationen am oberen Ende dieses Kanals übertragen werden.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung:

In Fig. ι ist die Verteilung der Informationen im Übertragungskanal G-D dargestellt. F₁ und F₂ bedeuten die Träger für Bild und Ton. Gewöhnlich wird das Tonsignal durch Frequenzmodulation der Trägerwelle F₂ im Frequenzbereich E-D übertragen (Kurvet). Das Videosignal wird im Frequenzbereich I-B übertragen. Kurve B zeigt eine erste Ausführuiigsart der Erfindung. Hierbei werden im Frequenzbereich /-/ abwechselnd im Rhythmus der Zeilenfrequenz die Informationen übertragen, welche sich auf den roten bzw. grünen Farbauszug beziehen, während im Frequenzband J-E dauernd die dem blauen Farbauszug zugeordneten Informationen übertragen werden. Wie erwähnt erhält man die Blauinformation durch Filtern des blauen Videosignals mit Hilfe eines Tiefpasses und durch Verschieben der so abgetrennten niederen Frequenzen mittels Überlagerung mit einem Hilfsträger P geeigneter Frequenz, so daß sie an das obere Ende des Videofrequenzbereiches kommen. Die Bandbreiten der einzelnen Frequenzbereiche, welche die verschiedenen Informationen einnehmen, sind in verschiedenen Maßstäben dargestellt, um die Figur deutlicher zu machen. Versuche haben gezeigt, daß man vorzügliche Farbbilder erhält, wenn man das Frequenzband T-E etwa ein Fünftel so breit wie, das Frequenzband F₁-/ wählt. Man kann dann .-das Band T-E zu etwa 1 MHz wählen und daraus die für die Frequenzverschiebung erforderliche Frequenz des Hilfsträgers ableiten. Vorzugsweise wird in bekannter Weise die Frequenz des Hilfsträgers P gleich einem ungeraden Vielfachen der halben Zeilenabtastfrequenz gewählt. Bekanntlich vermindert diese Festsetzung die möglichen Interferenzen zwischen dem Signal T-E und dem Signal /-/, wenn sie Filter-Dämpfungseigenschaften zeigen, die nicht genau mit der Theorie übereinstimmen. Die Breite des Durchlaßbandes für die Blauinformation kann im betrachteten Beispiel kleiner als 1 MHz gewählt werden, ohne daß die Güte des farbigen Bildes dadurch beeinflußt wird. Versuche haben gezeigt, daß man bis zu etwa 0,3 MHz zurückgehen kann, ohne daß die mangelnde Auflösung des blauen Farbauszugs störend wird.

Die Kurven der Fig. 2 zeigen für zwei Zeilen, die Form der in den Frequenzbändern /-/ bzw. T-E der Fig. ι übertragenen Signale. Wie man sieht, überträgt das Band /-/ (Kurve C) abwechselnd die Rotinformation ι und die Grüninformation 2. 4 und S bedeuten die Zeilengleichlauifsignale. Diese Signale stimmen mit denjenigen überein, die normalerweise zur Übertragung eines Schwarzweißsignals verwendet werden. Kurve D gibt das im Frequenzbereich T-E übertragene Signal wieder. Dieses Signal entspricht der Blauinformation. Wie man go sieht, ist es mit Zeilengleichlauf impulsen 4' verknüpft, die mit der halben Frequenz der normalen Zeilenfrequenz wiederkehren. Diese Signale sind dazu bestimmt, den im Frequenzband /-/ zu dem betrachteten Zeitpunkt übertragenen Farbauszug zu kennzeichnen. Sie erzeugen im Empfänger ein rechteckförmiges Schaltsignal E, das aus zwei Halbwellen besteht, deren Dauer jeweils gleich der Länge einer Abtastzeile ist und das eine abwechselnde Verriegelung desjenigen Kanals bewirkt, welcher dem während der betrachteten Zeile nicht übertragenen Farbauszug entspricht. Aus den Kurven der Fig. 2 erkennt man, daß das Farbkennzeichnungssignal 4' jeweils vor der Rotinformation übertragen wird. Offenbar könnte man ebensogut Kennzeichnungssignale verwenden, die jeweils vor Beginn einer grünen Zeile auftreten, ohne die Arbeitsweise der Empfänger irgendwie zu ändern. Zum Zwecke der Farbkennzeichnung wurden Signale gewählt, wie sie auch zur normalen Übertragung eines Schwarzweißfernsehsignals erforderlich sind, um die Einrichtungen zum Farbfernsehen zu vereinfachen. Jedoch könnte man selbstverständlich auch eine andere Signalform verwenden, die mit der Blauinformation verknüpft ist.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform kann die Farbkennzeichnung nach einem der bei den Zeilenfolgesystemen schon vorgeschlagenen Verfahren vorgenommen werden. Insbesondere kann die Dauer der Zeilengleichiaufimpulse 4 oder S, die normalerweise mit der übertragenen Information hoher Auflösung verknüpft sind, in geringem Maße verändert werden, beispielsweise indem ihre Länge bei jeder zweiten Zeile vergrößert oder verdoppelt wird. Man kann ferner auch die Farbkennzeichnung dadurch gewährleisten, daß man, wie bei der Färb-

fernsehnorm der USA. vorgesehen wurde, hochfrequente Impulse überträgt, deren Frequenz sich je nach der Farbe ändert, deren Information dem betreffenden Impuls folgt.

In Fig. 3 ist schematisch eine an sich bekannte Aufnahmevorrichtung dargestellt, während Fig. 4 eine Kodiervorrichtung darstellt, mit deren Hilfe dem Folgesimultansystem entsprechende Videosignale hergestellt werden können. Fig. 3 zeigt schematisch eine Kamera, die nach dem bekannten Verfahren der Bildfolgeabtastung, wie es von dem Columbia-Broadcasting-System entwickelt wurde, arbeitet. Sie kennzeichnet sich durch eine große Einfachheit, da sie eine einzige Aufnahmeröhre 10 enthält, die mit einem als Revolverkopf ausgebildeten Objektivträger 11 verknüpft ist. Das in Arbeitsstellung befindliche Objektiv ist mit 12 bezeichnet. Zwischen dem Objektiv und der Aufnahmeröhre ist eine Filterscheibe 13 angeordnet, die beispielsweise aus drei oder fünf Filtern besteht. Letztere sind im Hinblick auf die Auswahl der drei zur Übertragung bestimmten Farbauszüge in geeigneter Weise gewählt. Bekanntlich sind die Spektraleigenrichaften dieser Filter durch internationale Kommissionen festgelegt worden. Das Filter dreht sich mit einer solchen Geschwindigkeit, daß eine gegebene Farbscheibe während der gesamten Abtastung eines Teilbildes vor der Aufnahmeröhre 10 bleibt. Die Teilbildfrequenz bei der Aufnahme kann gegenüber ihrem genormten Wert für die Schwarzschweißübertragung erhöht sein, um ein Flimmern zu vermeiden, das von zu langsamen Teilbildfrequenzen der einzelnen Farbauszüge herrühren würde. Wegen der voneinander abweichenden Eigenschaften der einzelnen Farbauszüge kann man bei der Aufnahme die Anzahl der durch das Blaufilter aufgenommenen Teiibilder gegenüber den für die roten und grünen Bilder vorgesehenen Teilbildern herabsetzen. Man kann insbesondere eine Filterscheibe 13 wählen, die fünf Farbeinsätze trägt, und zwar zwei Grünfilter, zwei Rotfilter und ein Blaufilter. Die Abtastung geschieht mit der gleichen Zeilenzahl, wie sie in der Schwarzweißnorm vorgesehen ist, mit der das Farbfernsehsystem verträglich sein soll. Das von den durch die Kamera gelieferten Signalen eingenommene Frequenzband ist !infolgedessen größer als der normalerweise für die Übertragung eines Schwarzweißfernsehsignals vorgesehene Frequenzbereich.

Diese Eigenschaft ist nicht weiter störend, da erfindungsgemäß in der Nähe der Aufnahmestelle eine Kodiervorrichtung vorgesehen ist,dieaus den von der Kamera gelieferten Teilbildfolgesignalen die für die Übertragung notwendigenFarbfernsehsignale formt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht diese Radiereinrichtung aus einem oder mehreren Speicher- und Wiederableseorganen, die eine Speicherung der von der Kamera gelieferten Informationen gestatten. Die von der Aufnahmekamera gelieferten Signale werden beispielsweise drahtlos der in Fig. 4 dargestellten Kodiereinrichtung zugeführt. Wie man sieht, besteht diese Vorrichtung im wesentlichen aus einem Breitbandempfänger 15, der drei parallel geschaltete Kathodenstrahlwiedergaberöhren 16, 17 und 18 speist. Ein Farbauswähl'signal, das mit der Umdrehung der Filterscheibe 13 der Kamera synchronisiert ist, steuert einen Elektronenschalter 19, der bewirkt, daß die einem Farbauszug entsprechende Information jeweils nur auf eine einzige Kathodenstrahlröhre gelangt. Die Organe 16, 17 und 18 weisen eine solche Speicherfähigkeit auf, daß die Wiedergabe jedes einfarbigen Bildes mit einer während der gesamten Dauer eines Bilddurchlaufes im wesentlichen gleichbleibenden mittleren Helligkeit gewährleistet wird. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise das Abklingen der Helligkeit des Fluoreszenzschi ranes im Laufe der Zeit dadurch kompensieren, daß die Intensität des der Wiedergaberöhre zugeführten Bildsignals nach einem das Abklingen ausgleichenden Gesetz moduliert wird.

Die Abtastungen der Wiedergabeorgane sind mit denjenigen der Aufnahmeröhre 10 der Kamera synchronisiert. Jedem Wiedergabeorgan 16, 17 bzw. 18 ist ein Ableseo-gan zugeordnet, beispielsweise in Form von Aufnähmerohren 20, 21 und 22, welche Videosignale an den Klemmen der mit ihnen verbundenen Arbeitswiderstände liefern. Die Abtastung der Aufnajhmeröhren 20 bis 22 wird von den von einem Gleichlaufgenerator 28 gelieferten go Signalen gesteuert. Dieser Generator liefert Signale, die mit den normalerweise bei der Schwarzweißfernsehsendung verwendeten Signalen übereinstimimen. Die von den Ableseorganen 20 und 21 gelieferten Videosignale, welche den Videokanälen der beiden Hauptfarbauszüge entsprechen, speisen getrennt Videoverstärker 23 und 24, die von dem Farbwählschalter 30 gesteuert werden. Eine Ausführungsforov dieses Schalters ist im einzelnen in Fig. 7 dargestellt. Der Schalter 30 liefert unter dem Einfluß der vom Gleichlaufgenerator 28 gelieferten Signale rechteckförmige Steuersignale, welche die Verstärker 23 und 24 jeweils während der Abtastung einer Zeile abwechselnd sperren, wie im einzelnen weiter unten erklärt wird.

Das Abtastorgan 22 für den Blaukanal speist einen Tiefpaß 25, dessen Ausgangssignal im Kreis 27 durch Überlagerung mit dem Hilfsträger der Frequenz P, der vom örtlichen Oszillator 26 geliefert wird, eine Frequenzumsetzung erfährt. Der Elektronenschalter 30 steuert ferner einen Koinzidenzkreis 29, der außerdem vom Gleichlaufgenerator 28 die Zeilengleichlaufimpulse empfängt. Der Koinzidenzkreis 29 gibt jedesmal dann einen Gleichlaufimpuls ab, wenn beispielsweise der Verstärker 23 in Betrieb ist, und liefert keinen solchen bei der Zeile, während der der Verstärker 23 gesperrt ist. Diese Zeilengleichlaufimpulse werden in der oben erläuterten Weise beim Empfang zur Kennzeichnung der Farbe der in einem gegebenen Augenblick empfangenen Information verwendet. Die Farbkennzeichnungssignale werden in der Mischstufe 31 mit den blauen Videosignalen, die von der Frequenzumsetzungsstufe 27 geliefert werden, vereinigt. Die Videoverstärker 23 und 24 sowie die Mischstufe 31 speisen gemeinsam einen Addi-

tionskreis 32, der beispielsweise aus drei einen gemeinsamen Arbeitswiderstand speisenden Verstärkerstufen besteht. Dem vom Additionskreis 32 gelieferten Signal werden in der Stufe 33 die Gleichlauf impulse und die anderen vom Gleichlaufgenerator 28 gelieferten Steuersignale hinzugefügt. Das so erhaltene Videosignal speist die Modulatorstufe des Senders 34.

Es ist im allgemeinen unnötig, die verschiedenen Kanäle 16 bis 18 und 20 bis 22 der Kodiereinrichtung mit farbiger Wiedergabe auszustatten. Man kann also hierzu normale einfarbige Fernsehröhren verwenden, wodurch das System weniger kompliziert wird. Jedoch kann es vorteilhaft sein, in diesen speichernden Wandler gewisse Berichtigungen einzuführen, insbesondere Berichtigungen des Kontrastes, welche die Qualität des Farbbildes verbessern können. Ferner kann man den Wandler verwenden, um in den Videokanal gewisse Berichtigungen einzuführen, die für einen richtigen Betrieb des Senders erforderlich sind, wie dies in der Technik bekannt ist. Außerdem können die Empfindlichkeiten der einzelnen den Wandler bildenden Kanäle verschieden groß und einstellbar sein, wodurch die Dämpfungseigenschaften der bei der Aufnahme oder beim Empfang verwendeten Filter oder die verschiedene Leuchtkraft der in den Kathodenstrahlröhren verwendeten Fkiroszenzsciiichten ausgeglichen werden kann.

Ebenso kann es vorteilhaft sein, von der Verbesserung der Bildqualität Gebrauch zu machen, die sich in gewissen Fällen dadurch ergibt, daß man auf den Röhren 20 bis 22 des Wandlers ein negatives Bild wiedergibt. Bekanntlich gestattet eine solche Anordnung die Kompensation verschiedener Fehler und eine Verbesserung des Kontrastes und des Signalrauschverhältnisses. Das von 34 abgegebene Signal entspricht selbstverständlich einem positiven Bild.

In Fig. 5 ist die Verteilung der Zeilen dargestellt, aus denen ein Farbbild, besteht. Dabei ist nach dem oben Gesagten angenommen, daß das Signal durch eine Abtastung wie beim Schwarzweißfernsehen gewonnen ist, d. h. mit Zeilensprung der Ordnungszahl 2. Mit R bzw. V sind die aufeinanderfolgenden Zeilen der beiden Teilbilder bezeichnet, welche die rote bzw. grüne Information wiedergeben, wobei angenommen ist, daß sie auf derselben Fläche entworfen S¹IiXd. Wie man sieht, wird bei Verwendung eines regelmäßigen Wechsels der mit hoher Auflösung übertragenen Farbauszüge ein vollständiger Wiederigabezyklus nach

zwei vollen Bildern, d. h. nach

12,5

Sekunden

durchlaufen. Ein vollständiger Wiedergabezyklus ist die Zeit, welche zwisdhen zwei aufeinanderfolgenden Wiedergaben einer gegebenen geometrischen Zeile in derselben Farbe verstreicht. Wenn auf einem bedeutenden Teil der fernzusehenden Szene die rote Komponente verschwindet oder stark gedämpft ist, erscheinen die roten Zeilen auf dein Sdhwanzweißempfänger als dunkle Zeilen (unmoduliert). Bei der günstigsten Verteilung der farbigen Zeilen in einem Teilbild wird eine dunkle rote Zeile erst nach V₂₃ Sekunde durch eine helle grüne Zeile ersetzt. Unter diesen Umständen bemerkt das Auge das Vorhandensein dieser dunklen Zeile auf dem Schirm des Schwarzweißempfängers. Hieraus ergibt sich ein störender stroboskopischer Effekt auf den großen weißen Flächen des Bildes, da das Auge bestrebt ist, die dunklen Zeilen, die sich von einem Teilbild zum anderen verschieben, zu verfolgen. Dieser Fehler erscheint bei farbigen Bildern nicht, da hier die beiden farbigen Informationen sich abwechseln.

Jedoch kann nach einer abgeänderten Ausführungsart der Erfindung dieser Nachteil gemildert werden, indem die Abtastung gegenüber der normalen Abtastung bei Schwarzweißübertragung ein wenig geändert wird. Hierdurch wird eine Ab- 3otastung mit einer geraden Zeilenzahl (z. B. 624 Zeilen) vorgenommen, während die beiden Hauptfarbauszüge derart aufeinanderfolgen, daß eine Zeile, die sich auf den einen Farbauszug bezieht, schon nach V₅₀ Sekunde durch eine auf den anderen Färbauszug bezügliche Zeile überdeckt wird, wobei der vollständige Farbzykhis V₂₅ Sekunde dauert. Unter diesen Umständen wird die Qualität des Farbbildes gegenüber derjenigen bei Verbindung einer anderen Farbreihenfolge verbessert, wobei die Verbesserung 9» sich besonders dann bemerkbar macht, wenn die mittlere Helligkeit der beiden Farbauszüge sich deutlich voneinander unterscheidet. Die Verträglichkeit mit der Schwarzweißsendung ist trotz der Änderung der Abtastfrequenz vorhanden. Diese Änderung bleibt nämlich kleiner als die Änderungen der Zeilenabtastfrequenz, die bei Schwarzweißempfängern durch eine Änderung der Netzfrequenz hervorgerufen wird. Die Zeilenabtastfrequenz ergibt sich in diesem Falle zu 15 600 Hz statt 15 625 Hz bei 625 Zeilen.

Fig. 6 zeigt zwei aufeinanderfolgende Teilbilder gemäß dieser Variante. Wie man. sieht, kann man die Überdeckung der dunklen Zeilen durch helle Zeilen in V₅₀ Sekunde erreichen, wenn man eine Abtastung verwendet, bei der die Teilbilder nicht gegeneinander verschoben sind. Unter diesen Umständen hat das Auge keine Zeit, das Vorhandensein der dunklen Zeilen zu erkennen. Fig. 7 zeigt den Elektronenschalter 30 aus Fig. 4 für den Fall, daß die Aufeinanderfolge der grünen und roten Informationen dem ,in Fig. 6 dargestellten Gesetz folgt. Der Generator nach Fig. 7 enthält im wesentlichen einen Kreis mit zwei Gleichgewichtslagen, der durch die Zeilengleichlauf- oder -<unterdrückungsiimpulse gespeist wird und z. B. aus den Röhren F₁ und F₂ besteht. Ferner ist ein zweiter Kreis mit zwei Gleichgewichtslagen (beispielsweise V₃ und F₄) vorgesehen, welcher mit den Teilbildgleichlaufoder -unterdrüdkungsimpulsen synchronisierte iao Steuerimpulse erhält. Die -Kreise V₁-V₂ und F₃-F₄ sind beispielsweise als Schmittsche Kippschaltungen ausgebildet. Die Arbeitsweise einer solchen Schaltung ist an sich bekannt und braucht hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Bekanntlieh erhält man in den Anodenkreisen der beiden

Röhren zwei Rechtecksignale von entgegengesetzter Polarität, deren Wiederkehrfrequenz gleich der Hälfte derjenigen der Steuerimpulse ist. Wie man sieht, enthält der Steuersigraaligenerator ferner zwei Verstärkerröhren F₅ und F₆, welche die von F₁ bzw. F₂ gelieferten Signale empfangen und durch die von F₃ und F₄ abgegebenen Signale gesteuert werden. Die Verstärker F₅ und F₆ sind so vorgespannt, daß sie während der aktiven Halbwellen

ίο der von F₃ und F₄ gelieferten und ihren zweiten Steuergittern zugeführten Rechtecksignalen gesperrt sind, daß sie dagegen leitend sind, während die positiven Halbwellen dieser Steuersignale auftreten. Diese Verstärkerröhren sind also abwechselnd leitend, und zwar während Zeitabschnitten, die untereinander gleich lund gleich der Dauer eines Teilbildas sind. Die Umschaltung zwischen den beiden Röhren geschieht während des Strahlrücklaufes. Hierdurch wird zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilbildern das eine Rechtecksignal mit der halben Zeilenfrequenz durch das Signal mit umgekehrter Polarität ersetzt. Die 'beiden Verstärker arbeiten in Reihenschaltung auf denselben Arbeitswiderstand, an dessen Klemmen also das Umschaltsignal .auftritt, das die Abwechslung der Zeilen nach Fig. 6 steuert. Zur Erzeugung der Gleichlauf- oind -Unterdrückungssignale kann man ■beispielsweise einen Generator verwenden, der im wesentlichen ein voreingestelltes binäres Zählwerk enthält. Dieses speist einen Kreis zur Erzeugung von Auslösesignalen und steuert Koinzidenzstufen, welche unmittelbar vom Hauptoszillator gespeist werden. Gemäß einem zusätzlichen Kennzeichen der Erfindung für den Fall der betrachteten Abänderung kann durch eine Relaisanordnung die Voreinstellung des niederohmigen Zählwerkes derart gesteuert werden, daß automatisch zwischen den beiden Arten von Gleichlaufsignalen umgeschaltet wird, je nachdem ob die Übertragung in Schwarzweiß oder in Farben vor sich geht.

Die in Fig. 6 dargestellte Zeilenaufeinanderfolge stellt keineswegs eine Beschränkung dar. Man kann bei der Farbenübertraigung, die mit der Schwarzweißnorm vereinbar ist, beispielsweise 626 Zeilen oder irgendeine andere benachbarte gerade Zahl wählen, die ein Vielfaches von Vier darstellen kann oder auch nicht. Im letzteren Falle kann der Generator für die Umschaltsignale nach Fig. 7 insofern vereinfacht werden, als die Rechtecksignale mit Teilbildfrequenz (Stufe V₃-V₄) sowie die beiden gesteuerten Verstärkerstufen V₅-V₆ wegfallen können. Eines der vom Generator V₁-V^ gelieferten Rechtecksignale mit der halben Zeilenfreqjienz genügt in diesem Falle zur Steuerung der Umschaltung. Unter diesen Umständen erhält man aus einem Farbenbild in einem Schwarzweißempfänger ein Bild ohne Zeilensprung, das aus derselben Zeilenzahl wie das normale Bild mit Zeilensprung zusammengesetzt ist. Dies entspricht einer Verringerung der Vertikalauflösung im Verhältnis ι zu 1/1,4.

Fig. 8 zeigt die Teilbildgleichlauf signale, wie sie in den durch das CCIR empfohlenen Schwarzweißfernsehnormen festgelegt sind. Aus Kurve A ist ersichtlich, daß dieses Signal aus sechs kurzen 6g. Ausgleichsimpulsen besteht, die mit der doppelten Zeilenfrequenz erfolgen. Hierauf erfolgt ein langer Vertikalgleichlaufimpuls, dessen Dauer drei Zeilen beträgt, und durch Gleichlauf impulse mit doppelter Zeilenfrequenz unterbrochen wird, und danach eine 7» weitere Reihe von Ausgleichsimpulsen. Wenn man eine Abtastung verwendet, bei der jedes. Teilbild aus einer ganzen Zeilenzahl besteht, ist die Zeilenabtastfrequenz ein ganzes Vielfaches der Teilbildfrequenz, und in jedem Teilbild ist die Phase der Ausgleichssignale und des Vertikalgleichlaufiimpulses in bezug auf die ununterbrochene Folge der Zeilengleichlauf impulse konstant. In Kurve B sind die Vertikalgleichla-ufimpul'se des folgenden Teil bildes für den Fall einer Abtastung nach Fig. 6 dargestellt.

Wenn man einen Zeilensprung der Ordnung 2 verwendet, ergibt sich bekanntlich eine Phasenverschiebung der Ausgleichsimpulse und der Vertikalsynchronisierung in bezug auf die Zeilanglaichlaufimpulse. Diese Phasenverschiebung beträgt eine halbe Zeile zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilbildern. Die Kurven- und C zeigen das Verhalten des vertikalen Gleichlaufsignals in diesem Falle. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart 9». der Erfindung ist vorgesehen, einen farbigen Zeilensprung mit der Bildfrequenz (25 je Sekunde) beizubehalten, jedoch gleichzeitig einen geometrischen Zeilensprung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilbildern durchzuführen. Dies ist in Fig. 9 dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsart des erfin,-dungsgemäßen Verfahrens verwendet man eine gerade Zeilenzahl für ein vollständiges Bild, d. h. eine ganze Zeilenzahl je Teilbild', und erzeugt während zweier aufeinanderfolgender Teilbilder eine künstliche Phasenverschiebung der vertikalen Gleichlaufimpulse in, bezug auf die Zeilengleichlaufimpulse, die gleich einer halben. Zeile ist. Die verwendeten vertikalen Gleichlaufsignale sind in Fig. 8 für vier aufeinanderfolgende Teilbilder, welche einen vollständigen Zyklus des farbigen und des geometrischen Zeilensprungs bilden, dargestellt. Die Verteilung der Abtastzeilen während sechs aufeinanderfolgender Teilbilder ist in Fig. 9 dargestellt. Die einzelnen Teilbilder sind von ο bis 5 durchnumeriert, während die roteft Zeilen mit R und die grünen Zeilen mit F bezeichnet sind. Die zusätzliche^ Phasenverschiebung der vertikalen Gleichlaufimpulse in bezug auf die periodische Folge der Zeilengleichliaiufimpulse ist leicht erreich,-bar, w'enn man einen Gleichlaufgenerator der erwähnten Art verwendet, indem man die Dauer der Auslöseimpulse ändert.

Wie aus Fig. 9 hervorgeht, sind die Teilbilder 1 und 2 identisch mit den Teilbildern 1 und 2 der Fig. 6, d. h. ein Schwarzweißempfänger gibt in V25 Sekunde zwei Teilbilder wieder, die sich geometrisch decken, wobei eine Zeile, die einem ersten Teilbild der Rotinformation entspricht, im zweiten Teilbild einer Grüminf ormation entspricht. Zwischen tag dem zweiten und dem dritten Teilbild ruft die in

die Gleichlaufimpulse eingeführte Phasenverschiebung eine Vertikalverschiebung des Bildes um eine Strecke hervor, die gleich der Hälfte des normalerweise zweinacheinander abgetastete Zeilen trennenden Zwischenraumes ist. Maim erhält also zwischen dem zweiten und dritten Teilbild einen geometrischen Zeilensprung, der mit demjenigen, bei der normalen Übertragung eines Schwarzweiiß-· bildes identisch ist. Wie man sieht, entspricht das ίο vierte Teilbild geometrisch dem dritten. Teilbild, wobei jedoch diese beiden Teilbilder von neuem ein Bild mit farbigem Zeilensprung bilden. Das fünfte Teilbild ist sowohl in bezug auf die Verteilung der einfarbigen Informationen als auch vom geomatrifchen Standpunkt aus identisch mit dem ersten Teilbild usw. Man erzielt also gleichzeitig einen farbigen Zeilensprung mit einer Frequenz von 25 Hz und einen mit diesem farbigen Zeilensprung kombinierten, geometrischen Zeilensprung, der dem Zeilensprung mit 25 Hz beim Schwarzweißfernsehen gleichwertig ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann man die vertikale Teilbildverschiebung, die zur Wiederherstellung des Zeilensprunges bei Schwarzweißempfängern erforderlich ist, dadurch bewirken, daß man bei der Sendung eine ganze Zeilenzahl je Teilbild verwendet und zusätzliche Steuersignale für die Teilbildverschiebung vorsieht, die während der Unterdrückungszeiten der dauernd übertragenen Videoinformation, d. h. der Blauinformation, übertragen werden. In diesem Falle ist es jedoch erforderlich, um den Zeilehsprung bei den Schwarzweißempfängern hervorzurufen, in diese einen Hilfskreis einzuführen, der auf die erwähnten Steuersignale anspricht. Es ist wirtschaftlich vertretbar, daß die normalen. Schwarz weiß empfänger aus den Farbfernsehsignalen ein Bild erzeugen, dessen Qualität etwas geringer als diejenige eines normalen Bildes ist, und daß durch eine kleine Abänderung des .Empfängers dieser Nachteil gemildert werden kann. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, während des Strahlrücklaufes der blauen Teilbilder ein Steuersignal zu übertragen, das die vertikale Teilbildverschiebung hervorruft, indem es beispielsweise den normalerweise mit der oder den Bildröhren verknüpften niederohmigen Bildablenkkreis speist.

Sogar ohne Zuhilfenahme äußerer Steuersignale kann im Empfänger das gewünschte Teilbildverschiebungssignal erzeugt werden. Fig. 10 zeigt in schematischer Weise die verschiedenen Elemente . des Schwarzweißempfängers, mit deren Hilfe diese vertikale Teilbildverschiebung automatisch erzeugt wird. Zur Erleichterung der Darstellung sind in Fig. 10 nur diejenigen Kreise im einzelnen gezeichnet, die einem normalen Schwarzweißempfänger hinzugefügt werden müssen, um die gewünschte Wirkung zu erzielen. Mit 35 sind -schematisch die Hochfrequenz-, und Zwischenfrequenzkreise sowie der Videogleichricfer · des Schwarzweißempfängers dargestellt. Der Videogleichrichter speist einerseits den Videoverstärker 36, andererseits die Abtrennstufe 37 für die Gleichlaufsignale. Alle diese Kreise sind dem Fachmann an sich bekannt. Die Abtrennstufe 37 speist unmittelbar den Horizontalablenkgenerator 38 sowie einen Kreis 39 zur Abtrennung der Teilbildgleichlaufimpulse. Der Kreis 39 überträgt nur dann einen Steuerimpuls, wenn die Vertikalgleichlaufsignale vorhanden sind. Der Kreis 39 speist unmittelbar den. Vertikalablenkgenerator 40·. Erfindungsgemäß werden die von der Abtrennstufe 39 gelieferten Impulse ferner einem Multivibrator zugeführt, der aus den beiden, Röhren V₈ und F₉ besteht. Dieser liefert ein Rechtecksignal mit einem Viertel der Teilbildfrequenz, d;. h. mit 12V2 Hz. Das vom Multivibrator F₈ und F₉ gelieferte Signal wird dem Verstärker mit Kathodenkopplung F10 zugeführt, der auf einen mit den Vertikalablenkspulen B₁ und S₂ in Reihe geschalteten Widerstand i?₁₀ arbeitet. Die Röhre F₁₁ bildet die Ausgangsstufe des Generators 40 für die vertikalen Abtastsignale und speist die Spulen B₁ und B₂ über den Transformator T₁ mit dem Ablenkstrom. P₁ ist das zur Einstellung der vertikalen Bildlage dienende Potentiometer.

Bei einer praktischen Ausführung der Schaltung nach Fig. 10 besteht beispielsweise der Multivibrator V₈-V₉ aus einer Doppelröhre vom Typ 12 AU 7. Die Kathodenfolgerstufe F10 besteht aus der Hälfte einer Doppelröhre desselben Typs! Der Vertikalablenkverstärker F₁₁ ist eine Röhre vom Typ 6 P 9. Der Widerstand i?₁₀ wird von einem Potentiometer von 50 Ohm gebildet, dessen Läufer mit dem Kathodenwiderstand der Stufe Vw verbunden ist. Der Kathodenwiderstand hat einen Wert¹ von 5000 Ohm. Parallel zum Läufer liegt ein Widerstand von 10 Ohm. Die für die Teilbildverschiebung erforderliche Energie ist sehr gering.

In den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wurde angenommen, daß für den roten und den grünen Färbauszug dieselbe Informationsmenge übertragen werden, muß. Bei gewissen Farbaufnahmen kann es jedoch vorkortimen, daß die zu übertragenden Szenen ein Überwiegen eines der beiden Farbtöne zeigen. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, das Verhältnis der übertragenen Informationsmengen als Funktion der mittleren Helligkeiten der beiden Farbauszüge zu verändern. In Fig. 11, 12 und 13 ist eine Anordnung dargestellt, welche den Elektronenschalter 30 der Fig. 4 ersetzt, wenn man wünscht/ daß das Verhältnis der übertragenen Informationsmengen, in Abhängigkeit von der mittleren.. Helligkeit der Farbauszüge sich ändert. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung werden den Bildröhren r6 und 17 der Kodiereinrichtung nach Fig. 4 außer den Ableseorganen 20 und 21 photoelektrische Steuerzellen 41 und 41' zugeordnet. Die an den Klemmen, der Arbeitswiderstände R₁ und R₂ auftretenden Photoströme geben die Schwankungen der mittlereni Helligkeit der auf den Kathodenstrahlröhren 16 und 17 dargestellten Farbauszüge wieder. Diese Signale werden den Verstärkerstufen F₁₁ und F₁₂ zugeführt, die im

Gegentalct einen gemeinsamem Arbeitswiderstand R_s speisen. An den Klemmen des Widerstandes R₃ tritt also eine Potentialdifferenz auf, die dem Unterschied der an den Klemmen von R₁ und R₂ entwickelten Spannungen proportional ist. Das so erhalten© Signal, das verschiedene Polaritäten annehmen kann, kennzeichnet! nach Amplitude und Vorzeichen den Helligkeitsunterschied! zwischen dem grünen, und dem roten Farbauszug der fernzusehenden Szene, Dieses Signal speist einen Begrenzerkreis, der aus zwei Dioden F₁₃ und F₁₄ besteht. An der Kathode von F₁₃ bzw. an der Anode von F₁₄ werden negative bzw. positive Vorspannungen aufrechterhalten, welche die Ansprechschwelten des Begrenzerkreises definieren. Man erhält also bei F~ bzw. F⁺ Signale von negativer bzw. positiver Polarität, wenn, die Differenz zwischen den Helligkeiten, des roten und des grünen Farbauszuges den Wert überschreitet, der durch die den Dioden zugeführten Vorspannungen definiert ist. Beispielsweise entspricht dieser Wert einer Differenz von 40%. Wenn die Helligkeit des grünen Farbauszuges diejenige des roten Farbauszuges um 40% überschreitet, erscheint bed F~ ein Signal. Wenn diese Differenz einen Absolutwert hat, der kleiner als die Ansprechschwelle der Anordnung V₁₃-V_u ist, tritt weder bei F~ noch bei F+ eine Spannung auf.

Die an den Klemmen F~ und F⁺ auftretenden Steuersignale werden einem im Fig. 12 dargestellten Dreiwegeschalter zugeführt. Dieser Schalter besteht im wesentlichen aus den Stufen F₁₅, F₁₈ und F₁₇, die in Parallelschaltung auf einen gemeinsamen Arbeitswiderstand i?₄ arbeiten. An dien Klemmen 42, 43 und 44 des Schalters werden die durch die Kurven E₁ F bzw. G der Fig. 2 dargestellten Signale angelegt. Fig. 13 zeigt einen. Kreis, mit dessen Hilfe Signale von der Form F und G erzeugt werden können. Das Signal E ist ein Reehtecksiginal, dessen Periode gleich der doppelten Dauer einer Zeilenabtastung ist, wobei die positiven und negativen Halbwellen des Signals gleiche Länge aufweisem und gleich der Dauer einer Zeilenabtastung sind. Die Signale F und G sindRechtecksignale, deren Grundfrequenz gleich einem Drittel der Zeilenabtiastfrequenz ist. Sie enthalten positive und negative Teile verschiedener Länge, wobei der eine Teil gleich der Dauer einer Zeile und der andere gleich der Dauer zweier Zeilen ist.

Die Stufe F₁₅ des Dreiwegeschalters nach Fig. 12 besteht aus einer Diode, deren Anode das Signal E empfängt und außerdem an die Klemme F~~ des Steuierkreises nach Fig. n angeschlossen ist. Die Kathode dieser Diode ist am die Klemme J⁷⁺ angeschlossen. Die Diode F₁₅ ist leitend, wenn an. den Klemmen F~ oder F⁺ kein Potential auftritt. Weiter oben wurde ausgeführt, daß dieser elektrische Zustand; eintritt, wenn die Helligkeitsdifferenz zwischen den beiden Farbauszügen gering ist. Unter diesen Umständen erscheint das Signal E an den Klemmen von i?₄. Es wird einerseits unmittelbar dem Videoverstärker 23 für den roten Kanal zugeführt und gelangt andererseits über eine Vorzeichenumkehrstufe 45 an den Verstärker 24 für den grünen Kanal. Das vom Additionskreis 32 gelieferte Videosignal wird dann abwechselnd von einer roten und einer grünen Zeile gebildet. Die Stufen F₁₆ und F₁₇ des Dreiwegeelektroneoschalters bestehen aus Mehrgitterröhren, die normalerweise gesperrt sind und an ihren, Steuergittern das Signal F bzw. G empfangen. Die Stufe F₁₆ ist durch eine negative Vorspannung gesperrt, die an ihrem Bremsgitter liegt. Diese Elektrode ist außerdem mit der Klemme F⁺ verbunden. Wenn an diesem Punkt ein positives Potential auftritt, wird die Stufe F₁₅ gesperrt, und die Stufe F₁₆ wird leitend. In diesem Falle gelangt das Signal F als Steuersignal an die Videoverstärker 23 und. 24. Infolge der Vorzeichenumkehr im Verstärker F₁₆ bewirkt diese Betriebsart -die Freigabe des Verstärkers 23 im Rotkainal während zweier Zeilen und seine Sperrung während einer Zeile.

Die Stufe F₁₇ ist durch eine an ihre Kathode angelegte positive Vorspannung gesperrt. Gleichzeitig ist diese Elektrode mit der Klemme F~ des Steuerkreises verbunden. Wenn ein Signal mit negativer Polarität an. diesem Punkt auftritt, sind die Stufen F₁₅ und F₁₆ gesperrt, während die Stufe F₁₇ leitend wird. Unter diesen Umständen wird der Videoverstärker 23 des Rotkanals während zweier aufeinanderfolgender Zeilen freigegeben und während einer Zeile gesperrt. Offenbar ist die jeweilige Übertragungsdauer der roten und der grünen Informationen im wesentlichen durch die Form der verwendeten Steuersignale F und G bestimmt. Die in dem geschilderten Beispiel betrachteten Verhältmisse sind nur der Erläuterung halber gewählt.

Fig. 13 stellt eine Ausführungsform für einen Generator dar, welcher das Steuersignal F oder G liefert. Er besteht im wesentlichen aus einer Schmittschen Kippschaltung mit den beiden Röhren F₁₈ umd F₁₉. An deren Ausgangsklemmen 6" werden die Zeilengleichlaufimpulse zugeführt, wie sie vom Generator 28 der Fig. 4 geliefert werden, In den Anodenkreisen der Röhren F₁₈ und F₁₉ werden zwei Rechtecksignale abgenommen, welche dem Signal E der Fig. 3 bzw. demselben Signal mit Vorzeichenumkehr entsprechen. Man erhält also am Ausgang von F₁₉ das Signal, das der Klemme 42 des Umschalters nach Fig. 12 zugeführt werden soll. Die beiden Rechtecksignale werden auf die Steuergitter zweier Verstärkerstufen F₂₀ und F₂₁, die mit Mehrgitterröhren bestückt sind, abgegeben!. Sie sind normalerweise durch eine ihrem Bremsgitter zugeführte negative Vorspannung gesperrt. Der Generator enthält außerdem einen Frequenzteiler 46, der an seiner Eingangsklemme S' die vom Gleichlaufgenerator 28 gelieferten Zeilengleichlaufimpulse aufnimmt und eine Teilung durch driei bewirkt. Dieser Frequenzteiler speist einen Kippkreis, - der beispielsweise identisch mit der Schaltung V₁₈-V₁₉ ist und Rechtecksignale der bei H und / dargestellten Form liefert. Ihre Frequenz ist gleich einem Drittel der Frequenz der von der Kippstufe V₁₈-V₁₉

abgegebenen Signale. Die Signale H und / werden auf die Bremsgitter der Verstärkerröhren V₂₀ bzw. V₂₁ gegeben, die hierdurch abwechselnd während dreier Wechsel der ihnen zugeführten Signale leitend werden. Sie arbeiten auf einen gemeinsamen Arbeitswiderstand i?₆, an dessen Klemmen Signale auftreten, deren Form den Signalen F bzw. G entspricht.

Unter gewissen Umständen ist es vorzuziehen, ίο das Verhältnis der übertragenen roten und grünen Informationsmengen konstant, jedoch verschieden von Eins zu halten. Wenn man wünscht, daß das Verhältnis beispielsweise gleich Zwei bleiben soll, braucht man als Elektronenschalter 30 zur Steiuerung der Farbauswahl nur eine Schaltung der in Fig. 13 dargestellten Art oder irgendeine andere Schaltung zu verwenden, welche ein Signal derselben Form für die Steuerung der Videoverstärker liefert.

In Fig. i, Kurve B, war eine Möglichkeit der spektralen Verteilung der verschiedenen gleichzeitig im Übertragungskanal übertragenen Informationen dargestellt. Offenbar nimmt die Gesamtheit der Information, die sich auf die abwechselnd as übertragenen Hauptfarbauszüge bezieht, das untere Ende des für diese Übertragung vorgesehenen, Frequenzbandes ein. Wenn die mittlere Helligkeit der beiden nacheinander übertragenen Farbauszüge erheblich schwankt, erhält man in einem Schwarzweißempfänger, der das Farbsignal wiedergibt, einei erhebliche Helligkeitsschwankung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeilen, weil diese zu verschiedenen Farbauszügen gehören. Wenn das Schwarzweißbild große einfarbige Bereiche zeigt, kann sich hieraus ein unangenehmer stroboskopischer Effekt ergeben. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Vermeidung dieses störenden Effektes die dauernd' übertragene einfarbige Information, d. h. die Blauinformation, im unteren Teil des für die Übertragung vorgesehenen Kanals übertragen, während, die niederfrequenten Komponenten der beiden Hauptfarbauszüge dann beispielsweise im oberen Teil des betrachteten Videokanals übermittelt werden. In Fig. 14 ist die spektrale Verteilung der Informationen für diesen Fall dargestellt. In dem schraffierten Anteil .F₁-C des Frequenzbandes wird die Blauinformation mit geringer Auflösung übertragen. Das Frequenzband C-G wird durch die hohen Videofrequenzen der roten bzw. grünen Informationen abwechselnd eingenommen. Die¹ niederfrequenten Komponenten des roten bzw. grünen Signals besetzen das obere Ende des Übertragungskanals durch Modulation mit einem Hilfsträger der Frequenz P. Ebenso wie in Fig. 1 bedeutet F₂ den Träger für den Ton, der mit- dem Videosignal verknüpft ist.

Diese Übertragungsform bietet folgenden Vorteil: Der untere Teil des Kanals wird durch ein Signal eingenommen, das stets zu demselben Farbauszug gehört. Daraus ergibt sich, daß im Schwarzweißempfänger die niederfrequente Komponente des wiederhergestellten Signals vom Standpunkt des mittleren Pegels aus eine Gleichmäßigkeit auf weist, die nicht vorhanden, ist, wenn die mittleren Helligkeiten der roten und grünen Farbauszüge ziemlich verschieden sind. Man erhält auf diese Weise eine bessere Stabilität des Schwarzweißbildes.

Fig. 15 zeigt den Ableseteil der in Fig. 4 dargestellten Kodiereinrichtung, falls man eine spektrale Informationsverteilung verwendet, wie sie in Fig. 14 vorgeschlagen ist. Gleiche Bezugsziffern bedeuten gleiche Elemente, während mit Strichen versehene Bezugsziffern leichte Abänderungen andeuten. Man erkennt bei 20, 21 22 die mit den drei Videokanälen verbundenen Leseorgane. Wie vorher gehören die Organe 20 und 21 zu denjenigen Videokanälen, welche die beiden Hauptfarbauszüge übertragen. Sie speisen die Videoverstärker 23 bzw. 24. Diese Verstärker werden durch den Schalter 30 gesteuert, der, wie oben erklärt, die Farbauswahl bestimmt. Das vom Ableseorgan 22 gelieferte Blausignal wird über einen Tiefpaß 25 auf einen Additionskreis 50 übertragen. Die Verstärker 23 und 24 85, speisen eine Additionsschaltung 32, deren Ausgangssignal in Parallelschaltung einem Tiefpaß 25' mit den gleichen Übertragungseigenschaften wie das Filter 25 und einem Hochpaß 25" zugeführt wird. Die Abschneidefrequenz des Hochpasses ist 9» gleich der Abschneidefrequenz des Tiefpasses. Das vom Filter 25" übertragene Signal, das die hochfrequenten Komponenten des roten bzw. grünen Videosignals enthält, wird auf den Additionskreis 50 übertragen, wo es dem Blausignal hinzugefügt wird. Das vom Tiefpaß 25' übertragene Signal erfährt in der Stufe 27' eine Frequenzumsetzung durch Überlagerung mit dem Hilfsträger P, der vom örtlichen Oszillator 26' geliefert wird. Das derart umgesetzte Signal speist die Stufe 31', 10» welche außerdem die vom Kreis 29 gelieferten Farbkennzeichnungsimpulse mit der halben Zeilenfrequenz übernimmt. Der Kreis 29 wird vom Gleichlaufsignalgenerator 28 gespeist und vom Farbumschalter 30 gesteuert. Die von den Kreisen 50 und loj. 31' gelieferten Signale werden dann auf den Additionskreis 32' gegeben. Die Teilbild- und Zeilengleichlaufimpulse sowie die Ausgleichssignale, die vom Generator 28 geliefert werden, werden mittels der Schaltung 33 dem Videosignal hinzugefügt, tio Das fertige Signal speist die Modulatoren des Senders 34.

Bei allen bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird das Bild aus höchstens zwei Teilbildern aufgebaut, deren Zeilen geometrisch voneinander unterschieden sind. Man verwendet also entweder eine einfache Abtastung oder einen Zeilensprung der Größe 2. Es ist bekannt, daß man unter Ausnutzung der gegebenen physiologischen Bedingungen des Bildersehens die Zahl der festen Bilder je Sekunde, welche bewegliche Gegenstände wiedergeben, bis auf Werte vermindern kann, die unter den zur Zeit beim Fernsehen verwendeten Werten liegen, ohne ein Flimmern hervorzurufen. Durch Ausnutzung dieser Eigenschäften des Auges kann man die Wiederkehr-

frequenz der vollständigen Bilder ohne Nachteil herabsetzen. Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Zeilensprung von der Ordnung 3 vorgesehen.

Die Abtastung besteht aus Teilbildern, die mit der gleichen Frequenz wie bei einem Schwarzweißfernsehsystem wiederkehren und beinahe die gleiche Linienzahl aufweisen. Der Vorteil, der aus einem Zeilensprung der Ordnung 3 hervorgeht, wird besonders bemerkbar, wenn die mittlere Helligkeit der beiden Hauptfarbauszüge einen großen Unterschied aufweist, wobei einer der beiden Farbauszüge eine sehr geringe Helligkeit besitzt. In diesem Falle enthält das von einem Schwarzweißempfänger aus den Teilbildern der in Fig. 6 und 9 dargestellten Art aufgebaute Bild eine Zeilenzahl, die im wesentlichen nur gleich der Hälfte der Gesamtzahl der bei der Übertragung verwendeten Zeilen ist. Das in Farben oder in Schwarzweiß zusammengesetzte Bild besitzt also eine Vertikalauflösung, die erheblich geringer als diejenige eines normalen Schwarzweißbildes werden kann. Wenn man einen Zeilensprung der Ordnung 3 verwendet, besteht das vollständige Bild noch aus einer Zeilenzahl, die ungefähr gleich drei Vierteln der Gesamtzeilenzahl, welche ein Schwarzweißbild ausmachen, ist. Es bleibt nämlich die Hälfte der ein Farbbild ausmachenden Zeilen übrig, d. h. die Hälfte von ³/₂-mal der Zeilenzahl eines Schwarzweißbildes. Gemäß dieser Ausgestaltung verwendet man zur Wiedergabe von Farbbildern eine Zeilenfrequenz von i56i6²/₃Hz. Dieser Wert entfernt sich von der normalen beim Schwarzweißfernsehen verwendeten Frequenz um weniger als 10 Hz. Ein vollständiges Bild besteht auf diese Weise aus 937 Zeilen, die auf drei Teilbilder von je Z¹²¹U Zeilen aufgeteilt sind, während die Anzahl der vollständigen Bilder je Sekunde i6²/₃ beträgt.

Fig. 16 zeigt die Zeilen, welche ein vollständiges Bild aufbauen, wobei die während des ersten Teilbildes beschriebenen Zeilen ausgezogen, die während des zweiten Teilbildes beschriebenen Zeilen punktiert und die während des dritten Teilbildes beschriebenen Zeilen strichpunktiert sind. Um einen farbigen Zeilensprung im vollständigen, so aufgebauten Bild zu erhalten, muß man offenbar eine Farbumschaltung mit Zeilenfrequenz vornehmen, die mit einer Umschaltung mit Teilbildfrequenz derart kombiniert ist, .wie sie bereits in

go bezug auf Fig. 6 und den Farbumschalter nach Fig. 7 beschrieben wurde. Selbstverständlich können zahlreiche andere Kombinationen von Gleichlaufsignalen verwendet werden, ohne den Erfindungsbereich zu verlassen.

Claims

Patentansprüche:

i. Rein elektronisches, mit einer Schwarzweißfernsehnorm verträgliches Farbfernsehsystem, bei dem zwei der drei den einzelnen Farbauszügen entsprechenden Informationen abwechselnd an derselben Stelle des Frequenzspektrums des Übertragungskanals übertragen werden und der Wechsel zwischen den beiden Informationen mit einer erheblich über der Rasterfrequenz liegenden Frequenz erfolgt, während die dritte Farbinformation in einem dem ersten benachbarten Frequenzband dauernd übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der eine dauernd gesendete Farbauszug in einem im Vergleich zu dem normalerweise von einer Schwarzweißsendung eingenommenen Frequenzband schmalen Band, also mit geringer Auflösung übertragen wird, während die abwechselnd gesendeten Farbauszüge mit hoher Bildauflösung übertragen werden, so daß beide yg Übertragungen innerhalb des für Schwarzweißsendungen zur Verfügung stehenden Frequenzbandes erfolgen.
2. Farbfernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nacheinander übertragenen Farbauszüge abwechselnd während je einer Zeilendauer gesendet werden.
3. Farbfernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nacheinander übertragenen Farbauszüge während Zeitabschnitten gesendet werden, die dem Mehrfachen einer Zeilendauer gleich sind.
4. Farbfernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nacheinander mit hoher Auflösung übertragenen Färb- so auszüge während verschiedener Zeitintervalle übertragen werden, die jeweils das Mehrfache einer Zeilendauer betragen.
5. Farbfernsehsystem nach Anspruch 1 und

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsdauer jedes Farbauszugs mit Hilfe von· Signalen gesteuert wird, welche zur mittleren Helligkeit der entsprechenden einfarbigen Bilder proportional ,sind.
6. Farbfernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit geringer Auflösung übertragene Information das obere Ende des zur Übertragung dienenden Frequenzbandes einnimmt.
7. Farbfernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dauernd übertragene einfarbige Information den unteren Teil des zur Übertragung dienenden Frequenzbandes einnimmt.
8. Farbfernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnung des mit hoher Auflösung übertragenen Farbauszuges durch Hilfssignale bewirkt wird, welche mit demjenigen Videosignal verknüpft sind, das sich auf den dauernd übertragenen Farbauszug bezieht.
9. Farbfernsehsystem nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbkennzeichnungssignale aus Zeilengleichlaufsignalen bestehen.
10. Farbfernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vollständige Bild aus zwei aufeinanderfolgenden, geometrisch sich deckenden Teilbildern mit verschiedenfarbigen Zeilen besteht, wobei sich deckende Zeilen zweier aufeinanderfolgender Teilbilder den

beiden abwechselnd übertragenen Farbauszügen entsprechen (Fig. 6).
11. Farbfernsehsystem nach Anspruch ι und io, dadurch gekennzeichnet, daß ein vollständiger Bildzyklus vier Teilbilder mit Zeilensprung nach jedem zweiten Teilbild umfaßt, wobei in zwei geometrisch zur Deekung kommenden aufeinanderfolgenden Teilbildern sich jeweils entsprechende Zeilen zu den beiden abwechselnd übertragenen Farbauszügen gehören (Fig. 9).
12. Farbfernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes vollständige Bild aus drei gegeneinander verschobenen Teilbildern mit je verschiedenfarbigen Zeilen besteht, wobei die Teilbilder derart aufeinanderfolgen, daß im vollständigen Bild eine Zeile, die sich auf einen der beiden mit hoher Auflösung übertragenen Farbauszüge bezieht, zwischen zwei dem anderen Farbauszug entsprechenden Zeilen zu liegen kommt (Fig. 16).
13. Farbfernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahme mit Hilfe einer Kamera erfolgt, die nach dem Teilbildfolgeverfahren arbeitet und eine Kodiervorrichtung speist, die als speichernder Normenwandler arbeitet.
14. Farbfernsehsystem nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodiervorrichtung aus drei Videokanälen besteht, deren jeder ein speicherndes Wiedergabeorgan und ein Ableseorgan enthält und die mit einem Farbwählschalter verbunden sind.
15. Farbfernsehsystem nach Anspruch 1, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbwählschalter aus einer Anzahl von Kreisen mit stabiler Gleichgewichtslage besteht und von einem Gleichlaufsignalgenerator gesteuert wird, der mit den Ableseorganen der Kodiervorrichtung verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Proceedings of the Institute of Radio Engineers, Oct. 1951, S. 1326.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

O 609 5M/2M 4.55 (609 662 10.56)