DE964065C - Verfahren zur UEbertragung und Wiedergabe farbiger Fernsehbilder - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 16. MAI 1957

ist in Anspruch genommen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung und Wiedergabe farbiger Fernsehbilder.

Die heute verwendeten Verfahren zur Übertragung und Wiedergabe farbiger Fernsehbilder wenden zumeist das Prinzip der additiven Farbmischung an. Auf der Aufnahmeseite werden von jedem Bildpunkt die auf (meist drei) passend gewählte Grundfarben bezogenen Farbkomponenten gebildet und durch entsprechende Teilfarbsignale übertragen. Beim Empfänger werden aus den Teilfarbsignalen entsprechende Teilbilder erzeugt und in Deckung überlagert. Es ist von der Farbphotographie her bekannt, daß ein solches Dreifarbverfahren eine einwandfreie Bildwiedergabe gestattet, wenn man von Abweichungen absieht, die dadurch bedingt sind, daß bestimmte, theoretische Forderungen hinsichtlich der Aufnahme- und Wiedergabefilter in der Praxis nicht erfüllt werden können. Voraussetzung ist dabei, daß das Größenverhältnis der Farbkomponenten, welches für die Farbe eines jeden Bildpunktes maßgebend ist, bei der Aufnahme, Übertragung und Wiedergabe nicht verfälscht werden darf, und daß die Überlagerung der Teilbilder in Deckung mit außerordentlich großer Genauigkeit erfolgen muß.

Eine Veränderung des Farbkomponentenverhältnisses hat Farbfehler, mangelnde Deckung dagegen Farbsäume zur Folge. Die Farbfehler sind besonders störend bei den ungesättigten Farben, welche sich nur wenig vom Weiß unterscheiden. Bei ihnen kann eine geringe Verfälschung des Farbkompo-

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nentenverhältnisses ein Umschlagen des Farbtones, beispielsweise von einer bläulichweißen Tönung in eine rötlichweiße zur Folge haben. Die Farbsäume sind besonders störend an Stellen, an denen ein starker Wechsel des Farbtones oder der Helligkeit erfolgt.

Es sind bereite ÜbeTteaguingsverfahiren für farbige Fernsehbilder bekanntgeworden, bei welchen neben den farbigen Bildauszügen zusätzlich noch ίο ein schwarzweißer (achromatischer) Bildauszug übertragen wird, welcher einer helligkeitsrichtigen Mischung der drei Grundfarben entspricht. Es ist ferner das sogenannte NTS C-Ver fahren bekannt, bei welchem die Übertragung farbiger Fernsehbilder unter Verwendung eines Helligkeitssignals und zweier Farbdifferenzsignale erfolgt. In beiden Fällten entspricht die Größe des achromatischen Bildsignals aber nicht dem korrekten Weißanteil der wiederzugebenden Farbe, wie dies bei der vorliegenden Erfindung der Fall ist. Die Differenz zwischen dem korrekten Weißanteilbild und den achromatischen Teilbildern der bekannten Verfahren muß durch eine Überlagerung farbiger, sich zu Weiß ergänzender Teilbilder ausgeglichen werden, was die Gefahr des Auftretens von Farbsäumen und einer unrichtigen Wiedergabe weißer oder neutralgrauer Bildteile in sich birgt.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Farbwiedergabe gegenüber den bisher bekannten Verfahren zu verbessern und betrifft ein Verfahren zur Übertragung und Wiedergabe farbiger Fernsehbilder, bei dem aus den in der Aufnahmeapparatiur gebildeten, auf drei Wiedergabefarben bezogenen Teilfarbsignalen ein zur Bildung eines achromatischen Teilbildes dienendes Signal (»achromatisches« Signal) und mehrere weitere Signale gebildet werden, welche jeweils die Differenz aus diesem achromatischen Signal und je einem der Teilfarbsignale darstellen. Sie ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß von den zu einem gemeinsamen Bildpunkt gehörigen Teilfarbsignalen das der kleinsten Teilfarbkomponente entsprechende Signal als Weißanteilsignal ausgewählt wird und die drei Teilfarbsignale jeweils um den Betrag dieses ausgewählten Signals vermindert werden und so drei Farbrestsignale erhalten werden, von denen jeweils eines Null ist, und daß aus diesen Signalen in der Wiedergabeapparatur ein achromatisches Weißanteilbild und drei jeweils in der zugehörigen Farbe gehaltene Farbrestbilder gebildet und in Deckung überlagert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nun im folgenden mit Hilfe der Zeichnungen erläutert werden, wobei

Fig. ι A und 1B die Aufspaltung der drei Teilfarbkomponenten, gemäß der vorliegenden Erfindung in den Weißanteil und drei Farbreste und

Fig. 2 die Bildung einer beliebigen Farbe durch die vier Signale an Hand eines Farbkoordinatensystems erläutert;

Fig. 3 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Blockschaltbild;

Fig. 4 A und 4 B zeigen in perspektivisch schematischer Darstellung einen Kathodenstrahlschalter zur Durchführung der Weißabspaltung und

Fig. 5 eine Gleichrichteranordnung für diesen Zweck;

Fig. 6 zeigt eine Variante der in Fig. 3 dargestellten Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Blockschaltbild und Fig. 7 die Amplitudencharakteristik der verwendeten Wiederabgabeapparatur und eines zu deren Linearisierung verwendeten Zwischengliedes, welches in der Anordnung der Fig. 8 zur Verwendung gelangt;

Fig. 8 zeigt eine Variante der Anordnung der Fig. 6 zur Kompensation des Anlauf- und Sättigungsgebietes der Kennlinien der verwendeten Übertragungs- und Wiedergabegeräte, und

Fig. 9 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf der übertragenen Signale und der im Empfänger umgeformten Signale sowie den daraus resultierenden; HeUiigkeiteverlauf und

Fig. 10 eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Blockschaltbild; Fig. 11 und 11A erläutern weiter schematisch die Wirkungsweise des Verfahrens.

Der Begriff des Weißanteils und der Farbreste läßt sich am einfachsten an Hand des in Fig. iA gezeigten Diagramms erläutern. Wie bereits erwähnt, ist bei einem Farbfernsehverfahren die Farbe eines Bildpunktes eindeutig bestimmt durch das Größenverhältnis dreier Teilfarbsignale, welche den drei Komponenten dieser Farbe entsprechen. Auf der Empfangsseite wird der Bildpunkt in seiner ursprünglichen Farbe durch die Überlagerung dreier den Wiedergabefarben entsprechender Lichter, deren Intensität den zugehörigen Teilfarbsignalen proportional ist, wiederhergestellt.

Beispielsweise ergeben sich, wie in Fig. iA dargestellt, bei der Aufnahme einer bestimmten Farbe die drei Teilfarbsignale 11, 12 und 13, welche den drei Teilfarben Blau, Grün und Rot zugeordnet seien. Bei der Wiedergabe werden drei farbige Lichter verwendet, deren Spektralcharakteristiken 14, 15 und 16 beispielsweise, wie schematisch angedeutet, jeweils nur den Bereich der zugeordneten Farben überdecken. In Wirklichkeit lassen sich farbige Lichter mit solcher Spektralcharakteristik nur angenähert darstellen. Die Intensität der drei Lichter 14, 15 und 16 ist den drei Signalen 11, 12 und 13 proportional, und ihre Überlagerung ergibt dann die dick eingezeichnete Lichtverteilung 17, die der zu übertragenden Farbe entspricht. Dabei ist der Relativmaßstab 18 der Koordinaten der drei Signale so gewählt, daß für Weiß die drei Signale gleiche Größe haben. Die drei Teilfarbsignale 11 (B), 12 (G) und 13 (R) haben in dem gezeigten Beispiel die relative Größe o,6, 0,3 und 0,8. Weißes Licht weist bekanntlich eine über das gesamte sichtbare Spektrum gleichmäßig verteilte Intensität auf. Die aus den drei Anteilen 14, 15 und 16 zusammengesetzte Strahlung 17 enthält also einen gewissen Anteil weißes Licht, und zwar ist die Intensität dieses schraffiert angedeuteten Weißanteils

19 gleich der des kleinsten Anteils 15. Diese Tatsache wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgenutzt. Die drei Teilsignale werden in vier Signale aufgespalten, das »Weißanteilsignal« und drei »Farbrestsignale«.

Fig. ι B erläutert diese Aufspaltung. Das »Weißanteilsignal« 20 entspricht dabei der Größe des weißen Lichtanteils 21 des Strahlungsdiagramms, die »Farbrestsignale« 22, 23 und 24 den nach Abzug des weißen Anteils 21 verbleibenden Lichtanteilen der zugehörigen Teilfarbgebiete. In dem gewählten Beispiel verbleibt nach Abzug des Weißanteils 21 noch ein Anteil 26 im Gebiet der blauen und ein Anteil 27 im Gebiet der roten Teilfarbe. Das »Weißanteilsignal« hat also den Betrag 0,3, das blaue »Farbrestsignal« den Betrag 0,3 und das rote den Betrag 0,5, und die Addition ergibt wieder die Lichtverteilung 17 wie in der Fig. iA.

Die Farbe wird also gebildet aus einem weißen ao und zwei farbigen Lichtern. Das weiße, als »Weißanteil« bezeichnete Licht entspricht in jedem Augenblick dem Betrag der kleinsten der drei Farbkomponenten. Die Farbreste sind ihrerseits gleich der Größe der ihrer Farbe zugeordneten ursprüngliehen Komponente, vermindert um den Betrag der jeweils kleinsten Komponente. Nach dieser Definition ist also für jede beliebige Farbe mindestens einer der drei Farbreste, und zwar immer der der kleinsten Farbkomponente zugeordnete gleich Null.

Die Bildung bei der Wiedergabe erfolgt durch vier Lichter, ein weißes Licht, dessen Größe dem Weißanteil und drei farbige, deren Farbe den Wiedergabefarben und deren Größe den Farbrestsignalen jeweils einzeln entspricht.

Die Zusammensetzung der Farben aus den Farbresten und dem Weißanteil ist aus der Fig. 2 zu ersehen. Die Zeichnung zeigt ein durch drei Wiedergabegrundfarben, beispielsweise Blau, Grün und Rot bestimmtes Farbdreieck 20, mit den Ecken (Blau) 21, (Grün) 22 und (Rot) 23 innerhalb eines Farbkoordinatensystems. Als Farbkoordinatensystem ist das durch die jtr-Achse 24 und durch die v-Achse 25 bestimmte ICI-Farbdreieck verwendet, in welchem sich bekanntlich die reinen Spektral-

.45 farben entlang des Kurvenzuges 26 und die Purpurfarben entlang der geraden Linie 27 befinden. In der Zeichnung ist ferner der Weißpunkt 28 eingetragen. Es ist bekannt, daß sich jede innerhalb des Dreickes 20 liegende Farbe durch die Überlagerung dreier, den Farben Blau, Grün und Rot entsprechender farbiger Lichter wiedergeben läßt, deren Intensität von der Lage der wiederzugebenden. Farben innerhalb des Dreieckes abhängt. Der Farbabgleich. erfolgt allgemein so, daß die Überlagerung der drei Farbkompan.en.tan, mit gleicher Intensität Weiß ergibt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt dagegen die Farbwiedergabe durch die Überlagerung eines weißen und dreier farbiger Lichter, wobei aber stets mindestens eines der drei farbigen Lichter die Intensität Null hat. Die Auswahl der farbigen Lichter erfolgt abhängig von der Größe der kleinsten Komponente. Das Farbdreieck 20 der Fig. 2 läßt sich in drei Sektoren 29, 30 und 31 einteilen, wobei innerhalb des Sektors 29 die blaue, innerhalb des Sektors 30 die grüne und innerhalb des Sektors 31 die rote Farbkomponente jeweils kleiner ist als die beiden anderen. Innerhalb des Sektors 29 wird also eine Farbe wiedergegeben durch ein grünes und ein rotes, innerhalb des Sektors 30 durch ein rotes und ein blaues, innerhalb des Sektors 31 durch ein blaues und ein grünes (und ein weißes) Licht.

Die Vorteile dieses Verfahrens sind aus der Fig. 2 ersichtlich. Farbfehler werden bekanntlich verursacht durch eine Verfälschung des Teilfarben-Verhältnisses und können also auftreten bei allen Farben, welche mindestens aus zwei Teilfarben zusammengesetzt sind. In dem Sonderfall, daß die wiederzugebende Farbe mit einer der drei Grundfarben übereinstimmt, haben die sonst das Färbkomponentenverhältnis störenden Einflüsse nur eine fehlerhafte Wiedergabe der Helligkeit zur Folge. Der Betrag der Farbabweichung, die durch eine bestimmte prozentuale Abweichung des Teilfarbenverhältnisse vom Sollwert verursacht wird, ist nicht über das ganze Farbdreieck gleich groß, sondern ist um so kleiner, je mehr sich die Farbe in der Nähe der Grundfarben Blau, Grün, Rot befindet. Um jede Grundfarbe herum gibt es ein Gebiet, innerhalb dessen diese Abweichung unterhalb des Schwellwertes der Farbempfindlichkeit des Auges bleibt. Solche Bereiche 32, 33 und 34 sind als Beispiel in Fig. 2 gestrichelt angedeutet. Die Verwendung von Weiß als vierte Wiedergabefarbe hat zur Folge, daß um den Weißpunkt herum ein viertes Gebiet35 auftritt, innerhalb dessen Schwankungen vom Auge nicht wahrgenommen werden. Dieses Gebiet 35 umfaßt nun gerade diejenigen Farben, welche gegen Farbverfälschung besonders empfindlich sind, d. h. die stark weißlichen Färbtöne. Durch die Verwendung von Weiß als.vierte Wiedergabefarbe kann eine Verfälschung des Verhältnisses des Weißanteils und der beiden Farbreste nicht zu dem obenerwähnten Umschlagen der weißlichen Farbtöne führen. Voraussetzung dafür ist i°5 allerdings, daß das Aufnahmeverfahren tatsächlich eine korrekte Bildung der drei Teilfarbkomponenten gestattet, und daß aus diesen der Weißanteil ohne Fehler abgespalten wird.

Da die Abspaltung des Weißanteilsignals aus no den Teilfarbsignalen Punkt für Punkt vorgenommen werden muß, ist Voraussetzung, daß die zu einem Bildpunkt gehörigen Teilfarbsignale gleichzeitig gebildet werden, oder daß sie mindestens in dem für die Weiß abspaltung verwendeten Gerät gleichzeitig zur Verfügung stehen. Die Weißabspaltung kann also nur bei den sogenannten Simultansystemen erfolgen, bei welchen die zu einem Punkt gehörigen Signale gleichzeitig gebildet werden. Gegebenenfalls ist die Anwendung auch bei Punkt-Sequenzsystemen möglich, bei welchen die zu einem Bildpunkt —· oder mindestens zu einem sehr kleinen Bildelement — gehörigen Signale nacheinander erzeugt werden. In diesem Fall müssen Verzögerungsglieder (Lauifzeitketteil od. ä.) verwendet wenden, welche die einzelnen Signale verseihie-

den stark verzögern, so daß sie im Weißabspaltgerät verglichen werden können.

Fig. 3 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Blockschaltbild. Auf der Aufnahmeseite werden drei Aufnahmegeräte 30, 31 und 32 verwendet, welche die Teilfarbsignale des wiederzugebenden Bildes 33 bilden. Die Aufteilung des einfallenden Lichtes auf die drei Geräte erfolgt mittels einer Farbspalteranordnung, welche beispielsweise aus zwei halbdurchlässigen Spiegeln 34 und 35, zwei gewöhnlichen Spiegeln 36 und 37, sowie drei den Aufnahmegeräten vorgeschalteten Farbfiltern 38, 39 und 40 besteht. Die Farbfilter seien dabei so gewählt, daß das Gerät 30 die roten, das Gerät 31 die blauen und das Gerät 32 die grünen Teilfarbsignale bildet. An Stelle der halbdurchlässigen Spiegel 34 und 35 können auch Interferenzfilter verwendet werden, welche eine spektrale Aufspaltung des Lichtes ermöglichen. In diesem Fall erübrigt sich dann die Verwendung besonderer Farbfilter. Bei der Verwendung von Reflexionsfiltern sei beispielsweise der Spiegel 34 so ausgebildet, daß er rotes Licht reflektiert, grünes und blaues Licht dagegen durchläßt und der Spiegel 35 so, daß er grünes Licht reflektiert, blaues aber durchläßt.

Die von den drei Aufnahmegeräten gebildeten Teilfarbsignale werden nun über drei getrennte Kanäle 41, 42 und 43 der Einrichtung zur Abspaltung des Weißanteils zugeführt. Diese besteht, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, aus einer Auswahlschaltung 44, einem Vielfachschalter 45 und drei Differenzbildnern 49, 50 und 51. Die drei Kontakte des Vielfachschalters 45 sind dabei mit den Kanälen 41, 42 und 43 verbunden, während der Kontaktarm 46 mit dem Weißanteilkanal 48 verbunden ist. Die Auswahlschaltung 44 besitzt drei Eingänge, die mit den drei Kanälen 41, 42 und 43 verbunden sind, und betätigt den Vielfachschalter 45 in der Art und Weise, daß der Kontaktarm 46 jeweils mit demjenigen der drei Kanäle 41, 42 und

43 verbunden wird, dessen zugeordnete Farbkomponente im jeweiligen Augenblick am kleinsten ist.

Die drei Differenzbildner 49, 50 und 51 bilden jeweils die Differenz der an ihre beiden Eingänge gelegten Signale, wobei jeweils ein Eingang mit dem zugeordneten Farbkanal 41, 42 oder 43, und der zweite Eingang mit dem Weißanteilkanal 48 verbunden ist. Die Anordnung arbeitet nun wie folgt: Es sei beispielsweise in dem in der Zeichnung dargestellten Augenblick die rote Farbkomponente am kleinsten. Durch die Auswahlschaltung

44 wird der Kontaktarm 46 des Vielfachschalters 45 so betätigt, daß er den Weißanteilkanal 48 mit dem Rotkanal 41 verbindet. Das Rotsignal wird wird dadurch gleichzeitig auf die Eingänge der drei Differenzbildner 49, 50 und 51 gegeben und in diesen die Differenz zwischen dem Rotsignal und dem zugeordneten Teilfarbsignal gebildet. Es bildet also das Gerät 51 die Differenz »Grün minus Rot«, das Gerät 50. »Blau minus Rot« und das Gerät 49 »Rot minus Rot«, d. h. Null. Die Differenzbildner 49, 50 und 51 speisen über drei Farbrestkanäle 52, 53 und 54 drei Wiedergabegeräte 55, 56 und 57 und der Weißanteilkanal 48 ein viertes Wiedergabegerät 58, wobei in der Zeichnung die Wiedergabegeräte schematisch als Kathodenstrahlröhren dargestellt sind. Die von den vier Kathodenstrahlröhren 55, 56, 57 und 58 erzeugten Teilbilder werden, wie durch die Klammer 59 angedeutet, in Deckung überlagert und bilden zusammen das übertragene, farbige Bild 60. Die eigentliche Fernsehübertragung erfolgt entweder zwischen dem Aufnahmegerät und dem Gerät für die Weißabspaltung, also über die drei Farbkanäle 41, 42 und 43, oder zwischen dem Gerät für Weiß abspaltung und den Wiedergabegeräten, also über die vier Kanäle 52, 53, 54 und 48. In ersterem Fall wird also die Weißabspaltung beim Empfänger, im letzteren Fall beim Sender vorgenommen. Die Abspaltung beim Sender hat den Vorteil, daß auch alle Störeinflüsse auf das Komponentenverhältnis während der Übertragung ausgeschieden werden, dagegen vermeidet die Weißabspaltung beimEmpfänger den zusätzlichen Frequenzaufwand für den Weiß anteilkanal.

Ein Ausführungsbeispiel eines Gerätes zur Auswahl des kleinsten Farbteilsignals unter Verwendung eines Kathodenstrahlschalters ist in Fig. 4 A schematisch dargestellt. Der Kathodenstrahlschalter besteht aus dem Glaskolben 80, auf dessen innerer Sahirmfläcihe sich drei getrennte Ekbtrodenplatten 81, 82 und 83 befinden. Das Elektrodensystem 84 dient zur Erzeugung eines Elefetroneaiistrafoles 85 und die drei Plattenpaare 86, 87 und 88 zur Ablenkung des Elektrodenstrahles in drei verschiedenen Richtungen. Ein Sockel 89 dient zur Halterung der ganzen Röhre und zum Anschluß der äußeren Schaltelemente. Die drei Plattenpaare 86, 87 und 88 sind so gegeneinander geneigt, daß sie den Elektrodenstrahl in drei um 120⁰ gegeneinander geneigte Richtungen ablenken. Diese Richtungen sind je einzeln parallel mit den Begrenzungen der drei Schaltsektoren 81, 82 und 83. Diese Sektoren sind einzeln verbunden mit drei Relais 90, 91 und 92. An Stelle von Relais können aber auch elektronische Vorrichtungen verwendet werden. Die Arbeitskontakte 94, 95 und 96 der drei Relais verbinden in betätigtem Zustand den zugehörigen Färbkanal 96, 97 oder 98 mit dem Weiß anteilkanal 99. Das Gerät arbeitet auf folgende Art und Weise. Die drei Plattenpaare 86, 87 und 88 sind einzeln mit den drei Farbkanälen 96, 98 und 97 verbunden. Der Fußpunkt 100 des Elektronenstrahles 85 befindes sich bei stromlosem Zustand der Plattenpaare auf der in der Schirmmitte ausgesparten Stelle 101. In dieser kommt der Elektronenstrahl mit keinem der drei Schaltsektoren in Berührung. Die Ablenkrichtungen der drei Plattenpaare 86, 87 und 88 sind nun so gewählt, daß der Fußpunkt 100 durch das Plattenpaar 86 bei steigender Größe des beispielsweise mit diesem verbundenen blauen Teilfarbsignals in Richtung des Pfeiles 102 abgelenkt wird, und das mit dem grünen Signal verbundene Plattenpaar 87 lenkt den Fußpunkt in Richtung des

Pfeiles 103 und das mit dem roten Farbkanal ver-' bundene Plattenpaar 88 in Richtung des Pfeiles 104 ab. Je nach der verschiedenen Größe der drei Teilfarbsignale wird der Fußpunkt auf einen der drei Sektoren 81, 82, 83 auftreffen und das mit diesem verbundene Relais zum Anziehen bringen.

Die Lage des Fußpunktes 100 ergibt sich durch die Addition der drei Ablenkungssektoren 110, in und 112, welche den zugehörigen Teilfarbsignalen proportional sind, und der Fußpunkt 100 wird immer auf den Sektor auf treffen, welcher der Ablenkrichtung der jeweils kleinsten Komponente gegenüberliegt. Der Fußpunkt wird also innerhalb der Sektoren 81, 82 oder 83 sich befinden, je nachdem ob das grüne, rote oder blaue Teilfarbsignal das kleinste der drei Signale ist. Dadurch wird dann das zu dieser Koordinate gehörige Relais betätigt und der Weißanteilausgang 99 mit dem entsprechenden Farbkanal verbunden. In dem in Fig. 4 B gezeigten Fall ist das Rotsignal 112 kleiner als das Blausignal 110 und das Grünsignal in, folglich wird das Rot zugeordnete Relais 91 betätigt, und im Ausgang 98 erscheint als Weißanteil ausgewählt das kleinste, d. h. das rote Teilfarbsignal.

An Stelle eines Kathodenstrahlsehalters kann natürlich auch eine Gleichrichteranordnung verwendet werden, wie diese in Fig. 5 gezeigt ist. Die drei Farbsignale Rot, Blau und Grün speisen die drei Eingänge 120, 121 und 122 und liegen einpolig an Erde. Die drei Eingänge sind über drei Gleichrichter 123, 124 und 125 mit einem gemeinsamen Widerstand 126 verbunden, der seinerseits einseitig geerdet iist. Die drei mit dem Widerstand 126 verbundenen Poile der Gleichrichter sind über einen Widerstand 127 an eine positive Spannung gelegt, wobei die Durchlaßrichtung der Gleichrichter so gewählt ist, daß sie durch diese positive Vorspannung geöffnet sind. Es ist leicht einzusehen, daß der Spannuingisabfall im Widerstand 126 stets die Größe des kleinsten der drei den Klemmen 120, 121 und 122 zugeführten Teilfarbsignale erreichen kann. Die größeren Teilfarbsignale wirken entgegengesetzt wie die positive Vorspannung und sperren die zugehörigen Gleichrichter. Voraussetzung dafür ist, daß der Widerstand 127, über welchen die Vorspannung an die drei Gleichrichter geliefert wird, hochohmig ist gegen die Gleichrichter und die Innenwiderstände der die Klemme 120, 121 und 122 ■ speisenden Stromquellen. Der der Größe des kleinsten Teilfarbsignals entprechende Spannungsabfall im Widerstand 126 kann an den Klemmen 128 als Weißanteil W gegen Erde abgenommen werden. Die jetzt an den drei Gleichrichtern entstehenden Spannungsabfälle sind gleich den Farbresten R, B und G. Sie können entweder direkt an den Klemmen der Gleichrichter abgenommen werden, oder sie können dazu dienen, den Anodenstrom der drei Trioden 132, 133 und 134 zu steuern. In letzterem Fall können dann die drei Farbrestsignale mit definiertem Endpotential an den drei Klemmenpaaren 129, 130 und 131 abgenommen werden. Die Schaltanordnung der Fig. 5 besorgt also gleichzeitig die Auswahl der kleinsten Komponenten und die Differenzbildung zwischen Weißanteil und Farbsignalen.

Ein solches Übertragungsverfahren hat zunächst den Vorteil, daß Weiß, d. h. die gesamte neutrale Grauskala, stets unverfälscht wiedergegeben werden kann. Außerdem können die Anforderungen an die Genauigkeit der Deckung der Teilbilder verringert werden. Im allgemeinen sind die Farben der übertragenen Bilder nicht sehr stark gesättigt, sie besitzen also einen verhältnismäßig großen Weißanteil. Die Farbkomponenten dagegen sind verhältnismäßig klein und bewirken letzten Endes nur eine »Kolorierung« des Weißanteilbildes, welches der eigentliche Träger der Bildkontraste und der Bildschärfe ist. Diese Tatsache kann dazu verwendet werden, den für die Übertragung benötigten Frequenzbereich herabzusetzen und die Erfüllung der Deckungsbedingung zu erleichtern. Man überträgt also nur das Weißanteilbild mit breitem Frequenzband, d. h. großer Schärfe, während die Farbreste mit wesentlich schmalerem Frequenzband übertragen werden und mit der diesem verringerten Frequenzband entsprechenden geringeren Schärfe überlagert werden. Durch die verringerte Schärfe der Farbrestbilder werden dadurch an den Konturen oder an anderen Stellen mit scharfem Helligkeits- oder Farbkontrast Farbsäume vermieden. Die Wiedergabe des Farbgehaltes des Bildes mit geringer Schärfe ist auch dadurch gerechtfertigt, daß das menschliche Auge Farbänderungen unterhalb einer bestimmten Elementgröße nicht mehr wahrzunehmen vermag. Dadurch wird die durch die Übertragung der Farbteilbilder mit geringer Schärfe bewirkte Weißfärbung an den Konturen nicht störend empfunden. Wird die Weißabspaltung erst beim Empfänger vorgenommen, so kann eine Ersparnis an Frequenzband dadurch erreicht werden, daß nur ein Teil der Farbsignale mit größerem Frequenzband übertragen wird, und zwar diejenigen Signale, aus welchen dann die Schärfe des Weißanteilbildes abgeleitet wird.

Eine Anordnung, welche das Prinzip der Weißabspaltung beim Empfänger verwendet, gleichzeitig aber bei der Übertragung von der Möglichkeit Gebrauch macht, nur diejenigen Signale mit breitem Frequenzband zu übertragen, aus welchen dann die Schärfe des Weißanteilbildes abgeleitet wird, ist in Fig. 6 schematisch dargestellt. Auf der Aufnahmeseite dienen drei Farbkameras 140, 141 und 142 zur Bildung der drei Farbteilsignale Blau, Rot und Grün. Alle drei Kameras erzeugen Färbsignale mit gleicher Frequenzbreite, welche deren Auflösungsvermögen entspricht. Im Ausgang der blauen und roten Aufnahmekamera befinden sich zwei Tiefpaßfilter 143 und 144, welche nur die niedrigen Frequenzteile der blauen und roten Teilfarbsignale durchlassen. Diese niederfrequenten Anteile werden der Einfachheit halber in der Zeich nung und der folgenden Beschreibung als »Blau tief« (B_t) und als »Rot tief« (R_t) bezeichnet. Die grüne und rote, gegebenenfalls auch die blaue Kamera speisen gleichzeitig ein Mischgerät 145,

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welahes die grünen und raten (gegebenenfalls auch die blauen) Teilfairbsignale zu einem Kombinationssignal zusammensetzt. Dieses Kombinationssignal ist keiner Frequenzbandbegrenzung unterworfen und enthält somit sowohl die niedrigen als auch die höheren Frequenzanteile der es bildenden Teilfarbsignale. Bei entsprechender Wahl der Größenverhältnisse der drei Farbteilsignale bei der Bildung des Kombinationssignals entspricht dieses ίο gleichzeitig der sogenannten »Helligkeit« der wiederzugebenden Farbe. Es ist deshalb auch denkbar, anstatt das Kombinationssignal in einem elektrischen Mischgerät aus den drei Farbteilsignalen herzustellen, dieses unmittelbar durch eine mit einem geeigneten Vorsatzfilter versehene Aufnahmekamera zu gewinnen, wodurch die Anforderungen verringert werden, die bei der Verwendung eines Mischgerätes an die Deckung der drei Farbteilsignale gestellt werden müssen. In letzterem ao Fall müssen nämlich durch die drei Aufnahmegeräte in jedem Augenblick die drei Farbkomponenten, die gebildet werden, ein und demselben Punkt entsprechen. Zur Verringerung dieser Dekkungsschwierigkeiten ist es auch denkbar, dem Mischgerät nur die niedrigen Frequenzanteile des raten und blauen. Farbteidisignals zuzuführen. Dies entspricht einer Verringerung der Auflösung dieser Teilsignale und verringert damit die Anforderungen an die Genauigkeit einer Deckung. Das Kombinationssignal wird deshalb weiterhin als »Kombinationssignal hoch plus tief« (Kf_{1 +1}) bezeichnet. Die drei Signale B_t, R_t, Κ^₊₍ modulieren nun einen gemeinsamen Sender 156 beispielsweise auf nebeneinanderliegenden Bändern und werden von der Antenne 157 ausgestrahlt.

Auf der Empfängerseite zerlegt das Empfangsgerät 160 das durch die Antenne 161 empfangene Signalgemisch durch besondere Siebmittel wieder in die drei Signale B_t, R_t und Kf_{1 + 1}. Das Kombinationssignal wird nun durch einen Tiefpaß 162 und einen Hochpaß 163 in seine niedrigen und hohen Frequenzteile aufgespalten. Der Niederfrequenz anteil K_t wicrd auf ein Mischgerät 164 gegeben, welches gleichzeitig mit dem Rotkanal (und gegebenenfalls auch mit dem Blaukanal) verbunden ist und in dem das Rotsignal (und gegebenenfalls das Blausignal) von dem Kombinationssignal subtrahiert wird. Dadurch wird die niederfrequente Komponente des grünen Signals erhalten. Die drei niederfrequenten Komponenten, also B_t, R_t und G_t speisen nun das Gerät 165, welches zur Weiß abspaltung dient und welches beispielsweise aufgebaut ist, wie die in den Fig. 3, 4 und 5 erläuterten Anordnungen. Das Gerät bildet also die (niederfrequenten) Farbreste RB_t, RR_{ und RG_t und den (niederfrequenten) Weiß anteil WA_t. Dia drei Farbrasitei?5<, RRt und RG_t speisen drei Wiedergaberöhren 166, und 168, welche die Farbrestteilbilder mit einer Schärfe wiedergeben, die durch die Begrenzung des Frequenzbandes der drei Farbrestsignale bzw. der sie bildenden Teilfarbsignale gegeben ist. Die vierte Wiedergaberöhre wird gemeinsam gesteuert durch das abgespaltene Weißanteilsignal WA_t und den hochfrequenten Anteil K_h des empfangenen Kambinationisisiginalis. Dieses Summensignal und damit die durch die Röhre 169 gegebenen Bilddetails entsprechen natürlich nicht genau dem Weißanteil, der direkt am Ausgang der Aufnahmegeräte 40, 41 und 42 gebildet werden kann, sondern enthält als hochfrequenten Anteil die Summe aus zwei (bzw. drei) Fairbkomponenten. Diese Abweichung ist aber mit Rücksicht auif die obenerwähnte Unempfindlichkeit des Auges gegen die Farbe kleiner Bildelemente zu vernachlässigen.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet grundsätzlich eine farbfehlerfreie Übertragung insbesondere der neutralen Grauskala. Es gestattet ferner, bestimmte Fehler zu vermeiden, die bei der Übertragung und Wiedergabe auftreten. Diese Farbfehler erklären sich aus der gegenseitigen Ab₇ weichung und der Nichtlinearität der Amplitudencharakteristik der verwendeten Übertragungs- und Wiedergabegeräte. Zur Erzielung einer farbfehlerfreien Wiedergabe müssen bei der Übertragung mittels dreier Farbkomponenten die Übertragungsglieder eine lineare Charakteristik aufweisen. Dies ist jedoch im allgemeinen nicht der Fall, und insbesondere die Wiedergabegeräte zeigen eine Amplitudencharakteristik, welche nur innerhalb eines kurzen mittleren Bereiches linear ist. Unterhalb dieses Bereiches liegt meistens ein Anlauf-, oberhalb dieses Bereiches ein Sättigungsbereich. Die Übertragung von Fernsehsignalen über eine solche Charakteristik kann das Größenverhältnis in der Farbkomponente verfälschen, wobei zwischen der Wirkung des Anlaufbereiches und des Sättigungsbereiches unterschieden werden muß.

Werden Wiedergabegeräte mit der in Fig. 7 gezeigten Charakteristik verwendet, so ist zu unterscheiden zwischen der Übertragung gesättigter und ungesättigter Farben. Bei gesättigten Farben ist der Weiß anteil klein, bei ungesättigten ist er dagegen groß. Bei ungesättigten Farben befindet sich der Weißanteil noch im Anlauf bereich; dadurch wird er verfälscht wiedergegeben und die Sättigung der Farbe erhöht. Dieser Fehler ist an sich von geringerer Bedeutung, insbesondere als stark gesättigte Farben verhältnismäßig selten auftreten. Bei der Wiedergabe ungesättigter Farben ist dagegen der Weißanteil groß und befindet sich im linearen Teil der Charakteristik. Die Farbreste, die bei ungesättigten Farben verhältnismäßig klein sind, befinden sich dagegen möglicherweise teilweise im Anlaufbereich, was über eine Veränderung des Größenverhältnisses störende Farbfehler bewirkt. Zur Vermeidung dieses letzten Effektes geht man vorzugsweise so vor, daß man bei der Weißabspaltung die vier Signale nur angenähert gleich dem Weiß anteil und den drei Farbresten macht. Zum mindestens macht man die Farbreste größer als ihrem eigentliehen Wert entspricht, so daß sie aus dem Anlaufgebiet in den linearen Teil der Kennlinie verschoben werden.

Dieses sei an Hand der Fig. 7 erläutert, welche eine Charakteristik 170 zeigt, die sich aufteilt in den mittleren linearen Teil 171, den Anlauf teil 172

und den Sättigungsteil 173. Wird nun das aus den drei Farbresten 174, 175 und 176 und dem Weißanteil 177 bestehende Signal übertragen, so befinden sich die beiden von Null verschiedenen Farbreste 174 und 175 im Anlauf teil und werden verfälscht als Signale 179 wiedergegeben. Addiert man hingegen zu den Farbresten die konstanten Beträge 178 hinzu, so kommen auch bei dieser ungesättigten Farbe die Farbrestsignale in den· linearen Bereich. Die Subtraktion des konstanten Betrages 178 liefert dann wieder die Farbrestsignale 180 in ursprünglicher Größe.

Man kann dabei in verschiedener Weise vorgehen, entweder fügt man, wie in Fig. 8 gezeigt, zu den Farbrestsignalen nach der Weißabspaltung einen für alle drei Signale gleich großen konstanten Betrag hinzu oder aber statt dessen einen kleinen, für alle drei Signale gleich großen Prozentsatz des Weißanteilsignals. Die Zusatzbeträge müssen vor der Wiedergabe wieder von den Farbteilsignalen abgezogen werden, damit die Überlagerung der vier Signale in korrekter Größe erfolgt und die ursprüngliche Farbe ergibt. Zur Kompensation im Anlaufbereich der Übertragungsgeräte empfiehlt sich der Zusatz eines Prozentanteils des Weißanteilisignailis, welcher beim Empfänger wieder vom empfangenen Weißanteil abgespalten werden kann, wodurch Schwankungen des Übertragungsmaßes ausgeglichen werden. Soll nicht nur die Kennlinie der Übertragungsgeräte, sondern auch der Wiedergabegeräte ausgeglichen werden, so kann man auch vor der Übertragung den Farbrestsignalen einen kleinen, für alle drei Farbrestsignale gleich großen Prozentsatz des Weißaaiteilsigirats hinzufügen und gleichzeitig das Weißanteilsignal um den gleichen Prozentsatz verringern. Die so erhaltenen vier Signale werden dann unmittelbar zur Herstellung der Teilbilder verwendet, wobei der tatsächliche Weißanteil des wiedergegebenen Bildes sich als Summe des verringerten Weißanteils und des aus den Zusatzbeträgen der drei Farbteilsignale zusammengesetzten Weißanteilrestes ergibt.

Ähnliche Maßnahmen können angewendet werden bei einer Übersteuerung der Kennlinie, d. h.

wenn eines oder mehrere der vier Signale in das Sättigungsgebiet hineinreichen. Dies ist besonders störend bei der Übertragung heller und ungesättigter Fairben. Hier wird der Weißanteil beschnitten, d. h., seine Amplitude wird komprimiert, während die Farbrestsignale sich noch im linearen Teil befinden. Dadurch wird eine störende Steigerung der Farbsättigung bewirkt. Zur Abhilfe geht man hier einen ähnlichen Weg wie oben beschrieben. Es wird den drei Farbrestkanälen ein prozentualer, gleich großer Anteil des Weißanteilsignals zugesetzt. Die Größe dieses Anteils wird abhängig gemacht von der Größe des Weißanteils in der Art und Weise, daß der zugesetzte Anteil um so größer wird, je größer das Weißanteilsignal ist und je größer damit auch die durch die Sättigung der Charakteristik bewirkte Verzerrung ist.

Dies läßt sich ebenfalls an Hand der Fig. 7 erläutern. Wird beispielsweise die Amplitude der Fairbrestsignale 174 und 175 und des Weißanteilsignals 177 unter Beibehaltung ihres Größenverhältnisses gleichmäßig vergrößert, d. h. wird der gleiche Farbton mit erhöhter Helligkeit wiedergegeben, so gerät zunächst das Weißanteilsignal in das Sättigungsgebiet 172 der Kennlinie und wird verfälscht. Es wird deshalb den drei Farbrestsignalen ein gleich großer Anteil des Weißanteilsignals hinzugefügt, welcher sich mit steigender Größe des Weißaniteil signals vergrößert. Dieser Anteil wird nun so groß gemacht, daß er die Kompression des Weißanteilsignals gerade kompensiert. Der Zusatz des Anteils des Weißanteilsignals zu den Farbrestsignalen erfolgt nun über ein Zusatzgerät, welches die ebenfalls in Fig. 7 gezeigte Charakteristik 181 aufweist, d. h., der zugesetzte Weißaniteil ist gleich Null, solange sich der Weißanteil innerhalb des linearen Teils 171 befindet und steigt an, sobald er in das Gebiet des Sättigungsverhaltens 173 hineinkommt. Da der Zusatz zu allen drei Farbrestkanälen in gleicher Größe erfolgt, ergibt die Überlagerung der den drei Farbresten zugesetzten Anteile auf dem Projektionsschirm wiederum »Weiß«. Dieses Weiß addiert sich auf dem Projektionsschirm zu dem von der Weißanteilröhre projizierten Licht. Das auf dem Projektionsschirm vorhandene weiße Licht ist also gleich der Summe der Kennlinien 170 und 181, d.h., die Wiedergabe des Weißanteils wird auch im Sättigungsgebiet linear, und zwar erstreckt sich diese Linearisierung so weit, bis mindestens einer der Farbrestkanäle ebenfalls in das Sättigungsgebiet hereinkommt.

Tritt eine solche Charakteristik bei den Wiedergabegeräten auf, kann die Weiß abspaltung zur Eliminierung ihrer störenden Wirkung sowohl beim Sender wie beim Empfänger vorgenommen werden. Die Weißabspaltung beim Sender hat den weiteren Vorteil, daß gleichzeitig der Einfluß der für die einzelnen Kanäle unterschiedlichen Schwankungen des Übertragungsmaßes, welcher eine Verfärbung der weißen Töne (Grauskala) bewirkt, ausgeschlossen wird. Sie erfordert aber vier Kanäle an Stelle der üblicherweise notwendigen drei Kanäle. Allerdings ist zu bedenken,, daß lediglich der Weißanteilkanal die große Bandbreite aufweisen muß, welche der erwünschten Auflösung der Bilddetails entspricht, während die Frequenzbereiche der Färbrestkanäle nur so breit gemacht werden müssen, daß die Farben über größere Flächeiistücke richtig wiedergegeben werden.

Anstatt, wie oben erwähnt, zum Ausgleich des Anlauf Verhaltens drei Farbresitkanälen einen gleich großen Prozentsatz des Weißanteils zuzusetzen, kann auch beispielsweise unmittelbar bei der Weißabspaltung der von den Teilfarbsignalen subtrahierte Weißanteil von vornherein um diesen Prozentsatz kleiner und damit die Farbrestsignale um diesen Prozentsatz größer gemacht werden. Der Zusatz des Weißanteils zum Ausgleich des Sättigungsverhaltens erfordert die Einschaltung eines Zwischengliedes, dessen nichtlineare Charakteristik in der in Fig. 7 gezeigten Weise zu der Kennlinie der Wiedergabegeräte komplementär sein muß.

Dieses läßt sich ebenfalls durch die Verwendung vorgespannter Gleichrichter erreichen.

Fig. 8 zeigt eine Variante der in Fig. 6 gezeigten empfangsseitigen Anordnung, bei welcher ein ZwiscfaengliedigomiiitderinFig^gezeiigtenniGhit'linearen Charakteristik verwendet wird. Die anderen Teile der Anordnung entsprechen denen der Fig. 6 und sind mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. Das Zwischenglied 190 wird mit dem niederfrequenten Anteil des Weißanteilsignals WA_t gespeist und fügt je nach dessen Größe einen gleich großen Betrag zu dien drei Farbrestsignafen RB_t, RR_t und RG_t hinzu. Soll eine solche Einrichtung dazu verwendet werden, gleichzeitig die Wirkung des Anlaufgebietes und des Sättigungsgebietes der Kennlinie der Wiedergabegeräte zu kompensieren, so kann, wie schematisch angedeutet, ein Spannungsteiler 191 vorgesehen werden, an welchem gleichzeitig der verringerte Betrag des die Röhre 169 speisenden Weißanteilsignals und der zu den drei Farbrestsignalen hinzuzufügende komplementäre Betrag des Weißanteilsignals abgenommen werden. Gerät der verringerte Betrag des Weißanteilsignals jetzt in das Sättigungsgebiet, so addiert sich zu dem konstanten Anteil noch der durch das nichtlineare Glied 190 gelieferte Betrag hinzu.

Bei einem Fernsehübertragungssystem, wie es in den Fig. 6 und 8 dargestellt wurde, werden die hochfrequenten und niederfrequenten Komponenten bestimmter Signale — beispielsweise des Weißanteilsignals oder des Kombinationssignals — mittels getrennter Geräte, Kathodenstrahlröhren od. ä. wiedergegeben. Bei dieser Aufteilung in hoch- und niederfrequente Komponenten kann es gelegentlich vorkommen, daß insbesondere die ersteren ein negatives Vorzeichen aufweisen. Dies kann beispielsweise an Kanten mit großem Helligkeitskontrast auftreten. Bei der ungetrennten Wiedergabe beider Komponenten in einem einzigen Gerät tritt dann die Differenz als positiver Lichtwert in Erscheinung. Bei der getrennten Wiedergabe müßte dagegen eines der Geräte einen negativen Lichtwert wiedergeben, was eine physikalische Unmöglichkeit ist.

Fig. 9 dient zur Erläuterung eines Verfahrens, mit dem dieser Übelstand beseitigt werden kann. Es sollen beispielsweise entlang der Zeile 250 nacheinander die Farben Schwarz, Weiß, Hellgrün, Schwarz, Weiß, Gelb, Schwarz, Blaugrün und Schwarz wiedergegeben werden, welche mit scharfer Übergangskante gegeneinander abgegrenzt sind. Unter der Zeile 250 ist der Verlauf der roten, 251, - und blauen Farbteilsignale 252 (R_t und B_t) sowie der Verlauf der in der Empfangsapparatur hergestellten grünen Komponenten 253 (G^) und des Hochfrequenzanteils 254 des Kombinationssignals K_h beim Abtasten der Zeile 250 angegeben.

Die weißen Teile der Zeilen 250 werden durch gleich große Farbsignale wiedergegeben. Bei der Wiedergabe von Hellgrün betragen die blaue und rote Komponente nur die Hälfte der grünen Komponente. Bei der Wiedergabe von Gelb sind die roten und grünen Komponenten gleich groß, während die blaue Komponente nur ein Viertel davon beträgt, und bei der Wiedergabe von Blaugrün beträgt die rote Komponente nur ein Viertel der blauen bzw. grünen Komponente.

Infolge der Begrenzung der drei Farbteilsignale auf den niederfrequenten Bereich, zeigen die drei Farbsignale nicht den rechteckigen Verlauf, der sich aus den scharfen Abgrenzungskanten zwischen den Farben entlang der Zeilen 250 ergibt, sondern einen durch den Wegfall der höheren Harmonischen bedingten abgeflachten Verlauf. Das Kombinationssignal, welches nur den hochfrequenten Anteil und damit nur höhere Harmonische enthält, zeigt ein entgegengesetztes Verhalten. Die Übergänge zwischen den Feldern der Zeile 250 sind durch steile Anstiege bezeichnet, während das Signal etwa in. dem gleichen Maß auf Null absinkt, in dem die niederfrequente Komponente ihren Endwert erreicht.

Die Abspaltung des Weißanteils aus den drei Farbsignalen 251, 252 und 253 ergibt den Verlauf des niederfrequenten Weißanteilsignals 255 sowie der Farbrestsignale 256, 257 und 258. Bei der Wiedergabe von Weiß ist das Weißanteilsignal gleich dem Betrag der Farbsignale, während die Farbrestsignale gleich Null sind. Bei der Wiedergabe der Farben ist das Weißanteilsignal jeweils gleich dem kleinsten Farbsignal, während die Farbrestkomponenten gleich der Differenz zwischen den zugehörigen Farbsignalen und dem Weißanteilsignal sind. Die Addition von niederfrequentem Weißanteil W_t und hochfrequentem Kombinationssignal K_h ergeben den Spannungsverlauf 259, welcher zur Steuerung der Weiß anteilröhre dient.

In der Darstellung wurde angenommen, daß die Bildung des Kombinationssignals beim Sender durch Addition der drei Farbkomponenten nach der Formel K = 0,7 G + 0,2 R + o,i B gebildet wird. In diesem Fall entspricht das Kombinationssignal angenähert der Helligkeit der jeweiligen Farbe. Bei der Übergangskante von Schwarz auf Weiß ist die ■ Amplitude des Kombinationssignals gleich 1, beim Übergang von Schwarz auf Blaugrün 0,85 usw.

Es ist zu ersehen, daß beim Übergang von hellen zu dunklen Bildteilen die Signalspannung für die Weißanteilröhre, d. h. die die hochfrequente Komponente enthaltende Weißanteilspannung bei 260, 261 und 262 negative Werte annimmt, da hier der Betrag des (negativen) Kombinationssignals größer ist als der (positive) Betrag des niederfrequenten Weißanteilsignals.

Es ist dabei zu bedenken, daß solche negative Werte nur auftreten infolge der Aufteilung des der Helligkeit entsprechenden Kombinationssignals in einen niederfrequenten und einen hochfrequenten Anteil. Beide Anteile ergänzen sich stets auf einen positiven Wert, da negative Helligkeiten keinen physikaiischen Sinn haben. Bei vorliegender Anordnung werden jedoch beide Anteile getrennt und der hochfrequente Anteil zum Weißanteil hinzuaddiert. Dieser entspricht grundsätzlich der kleinsten der drei Farbkomponenten und ist damit kleiner oder höchstens gleich der Helligkeit.

Es wird nun an den Stellen, an denen das die hochfrequente Komponente enthaltende Weißanteilsignal ein negatives Vorzeichen aufweist, die Wiedergabe mindestens eines der Farbreste unterdrückt. Darstellungsgemäß werden zu diesem Zweck die gestrichelten Bereiche 267 der Spannungen 256, 257 und 258 unterdrückt.

Zur weiteren Erläuterung ist in der Fig. 9 der Sollverlauf 263 der Helligkeit, der Verlauf 264 der Helligkeit ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Verlauf 265 der Helligkeit bei Anwendung des Verfahrens aufgetragen. Der Betrag der Helligkeit wurde dabei wiederum nach der oben angegebenen Formel berechnet. Wie der Verlauf 264 zeigt, tritt ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips an den Stellen, die den negativen Stücken des kombinierten Weißanteilsignals 260, 261 und 262 entsprechen, statt eines scharfen Helligkeitssprunges ein langsames Absinken auf. Die ao Helligkeit wird an diesen Stellen verfälscht wiedergegeben. Der Schirm der Weißanteilsignalröhre ist dunkel, so daß infolge des allmählichen Abklingens der Farbrestsignale diese Stellen farbig sind, und zwar ist der Bereich 270 Rot, der Bereich 271 Gelb und der Bereich 272 Blaugrün. Statt der ursprünglichen scharfen Kanten tritt also ein verlaufender Übergangsstreifen auf, welcher überdies noch farbig ist und so besonders störend in Erscheinung tritt. Sind gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren an diesen Stellen die Farbrestsignale unterdrückt, so wird, wie bei 265 dargestellt, der richtige Helligkeitsverlauf entlang der Zeilen mit großer Annäherung wiedergegeben.

Fig. 10 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Variante der Anordnung der Fig. 6, bei der die geschilderte Methode angewendet wird. Beim Empfänger werden die drei Signalei?;, B_t und Kf_1+t den drei Klemmen 210, 211 und 212 zugeführt. Der hochfrequente, K_h, und. niederfrequente Anteil K_t des der Klemme 211 zugeführten Kombinationssignals werden durch den Tiefpaß 213 und den Hochpaß 214 voneinander getrennt. Aus dem niederfrequenten Anteil des Kombinationssignals wird in dem Subtraktionsgerät 215 durch Subtraktion der roten und blauen Signale das grüne Signal gebildet, welches nunmehr dem niederfrequenten Anteil der grünen Komponente G_t entspricht. Die drei niederfrequenten Signale R_t, G_t, B_t werden der zur Abspaltung des Weißanteils dienenden Anordnung 216 zugeführt, die als einfacher Block dargestellt ist. Am Ausgang des Gerätes 216 werden die drei Farbrestsignale ARt, AG_U AB_t sowie der niederfrequente Weißanteil W_t erhalten. Zu letzterem wird der hochfrequente Anteil des Kombinationssignals K_n hinzuaddiert. Die so erhaltenen vier Signale ARf, AGf, AB_t und (W_t + X_n) werden den drei Farbreströhren 217, 218 und 219 und der Weiß anteilröhre 220 zugeführt. Die Überlagerung der durch diese Röhren erzeugten Bilder erfolgt durch bekannte, nicht näher dargestellte optische Mittel.

Es wird aus dem das Kombinationssignal enthaltenden Weißanteilsignal in der Gleichrichteranordnung 221 eine Steuerspannung abgeleitet, und zwar in der Weise, daß am Ausgang der Anordnung 221 eine Steuerspannung nur bei negativem Vorzeichen des hochfrequenten -Kombinationssignals auftritt, während sie stets gleich Null ist, solange das Kombinationssignal ein positives Vorzeichen hat. Als »positiv« werden dabei solche Spannungen bezeichnet, welche, vom Schwarzpegel aus gesehen, sich im Aussteuerbereich der Wiedergaberöhre befinden und somit eine Helligkeitssteuerung' auszuüben vermögen. Hinter dem Ausgang der Gleichrichteranordnung befindet sich ein Tiefpaß 222, dessen Zweck weiter unten beschrieben werden soll. Der ausgesiebte, niederfrequente Anteil der Steuerspannung dient nun zur Unterdrückung der Wiedergabe der Farbreste. Beispielsweise wird die Steuerspannung drei Regelverstärkern 223, 224 und 225 zugeführt. Die Steuerkennlinie dieser Regelverstärker ist so gewählt, daß deren Verstärkung mit steigender Steuerspannung abnimmt.

Die Unterdrückung der Farbreste kann aber auch auf andere Weise geschehen, beispielsweise einfach durch Subtraktion der Steuerspannung von den Farbteilsignalen oder durch Zusatz an irgendeiner Stelle des Wiedergabegerätes, an der ein Austasten, d. h. Unterdrücken der Wiedergabe der Farbreste, möglich ist.

Im Gleichrichter 221 wird die S teuer spannung go abhängig vom Kombinationssignal erzeugt. Der Gleichrichter ist ein Einweggleichrichter, dessen Durchlaßrichtung so gewählt ist, daß eine Steuerspannung nur bei negativem Vorzeichen des Kombinationssignals erzeugt wird. Der Tiefpaß 222 dient zum Aussieben der Hochfrequenzanteile und hat die Aufgabe, die Wirkungsdauer der Steuerspannung, d. h. den Steuerimpuls, so zu verlängern, daß die Unterdrückung der Farbrestsignale mit Sicherheit erfolgt, auch wenn bei der Aufnahme und Übertragung der einzelnen Signale Zeitdifferenzen, d. h. Deckungsfehler auftreten. Der Steuerimpuls wird gleichzeitig abgeflacht, so daß auch die Unterdrückung der Farbrestsignale allmählich vor sich geht und bei Deckungsfehlern im Empfänger doppelte Kanten vermieden werden. Diese Verbreiterung des Steuerimpulses bewirkt aber gleichzeitig eine Verzögerung.

Im Stromlauf der Farbrestsignale befindet sich deshalb je ein Verzögerungsglied 226, 227 und 228, welche eine gleich große Verzögerung der drei Signale bewirken. Die Verzögerungsglieder dienen dazu, das im Gleichrichter und Tiefpaß auftretende Nachhinken der Steuerspannung aufzuheben und ihr gegenüber den Farbrestsignalen einen gewissen Vorsprung zu geben. Die Verzögerung der Farbrestsignale muß angenähert der Zeitdauer entsprechen, die die Steuerspannung benötigt, um ihren Endwert zu erreichen. Dadurch wird sichergestellt, daß die Unterdrückung der Farbteilsignale 12a an der Bildstelle erfolgt, an welcher der die hochfrequente Komponente enthaltende Weißanteil ein negatives Vorzeichen annimmt. Würde ein solcher Ausgleich nicht vorgenommen, so könnte eine Beeinflussung der Farbrestsignale durch die Steuerspannung nicht in korrekter Weise erfolgen. Die

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durch die Steuerspannung zu beeinflussenden Signale würden beispielsweise die Regelverstärker bereits passiert haben, ehe die Steuerspannung die erforderliche Größe erreicht hat und die Regelwirkung einsetzt. Das gleiche gilt im Fall einer einfachen Subtraktion der Steuerspannung. Ein viertes Verzögerungsglied 229 diienit dazu, eine· gleich große Verzögerung auch im Weißanteilkanal zu bewirken, so daß die in einem bestimmten Augenblick in den vier Wiedergaberöhren wirksamen Signalspannungen dem gleichen Bildpunkt entsprechen.

Fig. 11 dient zur weiteren Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung gemäß der Fig. 10 und zeigt in der Darstellung der Fig. 9 den zeitlichen Verlauf der Eingangsspannung 280 und der Ausgangsspannung 281 des Gleichrichters 221, ferner den abgeflachten Verlauf 282 dieser Spannung hinter dem Tiefpaß 222. Man erkennt, daß beim Verlängern des Steuerimpulses gleichzeitig der Anstieg abgeflacht wird. Es dauert eine gewisse Zeit, bis die Steuerspannung eine ausreichende Größe erreicht hat, um die Unterdrückung der Farbrestsignale im Sinne der Erfindung zu bewirken. Zu diesem Zweck werden, wie oben besprochen, die Farbrestsignale gegenüber der Steuerspannung verzögert.

Dies ist in Fig. 11 ebenfalls dargestellt. Die Kurvenzüge 283 und 284 zeigen den zugehörigen Verlauf beispielsweise der grünen Farbrestspannung vor und hinter dem Verzögerungsglied 227, das eine Verzögerung vom Betrag 287 bewirkt. Wie bereits erwähnt, ist diese Verzögerung etwa gleich der Zeitspanne 289, die die Steuerspannung benötigt, um ihren Endwert zu erreichen. Die Steuerspannung wird nun beispielsweise einem Regelverstärker zugeführt, dessen Kennlinie in Fig. 11A als Verlauf der Verstärkung 290 über der Regelspannung 291 aufgetragen ist. Man sieht, daß beim Fehlen der Regelspannung der Verstärker den vollen Verstärkungsgrad aufweist und daß dieser bei ansteigender Regelspannung gegen Null absinkt. Wird der Verstärker mit der Spannung 282 gespeist, so wird die rückwärtige Flanke 288 der Farbrestspannung 284 entsprechend dem Anstieg der Steuerspannung allmählich unterdrückt, wodurch Deckungsfehler zwischen den Signalen ausgeglichen werden, die z. B. mehrfache Kanten zur Folge haben könnten. Das Weißanteilsignal wird nach Ableitung der Steuerspannung ebenfalls verzögert, so daß nunmehr der Weißanteil 285 sich wieder mit den verzögerten Farbrestsignalen in zeitlicher Deckung befindet.

Wie bereits erwähnt, ist es nicht unbedingt notwendig, die Steuerspannung unter Zwischenschaltung eines Regelverstärkers zur Regelung der Amplitude der Farbrestsignale zu verwenden. Es ist vielmehr ebenfalls möglich, die Steuerspannung bei entsprechender Bemessung der absoluten Beträge unmittelbar von den Farbrestsignalen zu subtranieren und so das Verfahren durchzuführen. Zieht man in der Fig. 11 die abgeflachte Steuerspannung unmittelbar vom Farbrestsignal 284 ab, so erhält man eine resultierende Spannung 292, bei welcher wiederum die rückwärtigen Flanken 288 unterdrückt sind und welche nun zur Steuerung der Farbreste dient.

Die in vorliegendem beschriebene Methode zur Unterdrückung rückwärtiger Flanken der Farbsignale ist nicht auf die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschränkt. Sie läßt sich vorteilhafterweise überall dort anwenden, wo die den Teilfarben zugeordneten Signale in ihre niederfrequenten Anteile aufgeteilt werden und diese Anteile getrennt oder in abgeänderter Kombination zur Wiedergabe verwendet werden. Dies ist beispielsweise der Fall bei dem vor einiger Zeit bekanntgewordenen sogenannten »Mixed-Highs «-Verfahren. Gemäß diesem Verfahren wird beispielsweise bei zwei der Farbkomponenten der hochfrequente Anteil abgespalten und der dritten Komponente zugesetzt. Die dritte Komponente wird mit breitem Frequenzband, die ersten beiden nur mit schmalen Frequenzband übertragen. Beim Empfänger werden die in der dritten Komponente enthaltenen hochfrequenten Anteile auch den mit schmalern Frequenzband übertragenen Signalen mit entsprechender Amplitude wieder zugeführt. Dabei kann es vorkommen, daß die hochfrequenten Anteile ein negatives Vorzeichen aufweisen und daß ihr Betrag größer ist als der Betrag des niederfrequenten Signals, dem sie zugesetzt werden. In diesem Fall ist das Summensignal wieder negativ und geht bei der Wiedergabe verloren. Es ist jedem Fachmann klar, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei entsprechender Abwandlung auch bei einem solchen Übertragungssystem verwendet werden kann.

Claims (26)

Patentansprüche·.

1. Verfahren zur Übertragung· und Wiedergabe farbiger Fernsehbilder, bei dem aus den in der Aufnahmeapparatur gebildeten,, auf drei Wiedergabefarben bezogenen Teilfarbsignalen ein zur Bildung eines achromatischen Teilbildes dienendes Signal (»achromatisches« Signal) und mehrere weitere Signale gebildet werden, welche jeweils die Differenz auis diesem achromatischen Signal und je einem der Teilfarbsiignale darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß von den zu einem gemeinsamen Bildpunkt gehörigen Teilfarbsignalen das der no kleinsten Teilfarbkomponente entsprechende! Signal als Weißanteilsignal ausgewählt wird! und die drei Teilfarbsignale jeweils um den Betrag dieses ausgewählten Signals vermindert werden und so drei Farbrestsignale erhalten werden* von denen jeweils eines Null ist, und daß aus diesen Signalen in der Wiedergabeapparatur ein achromatisches Weißanteilbild und drei jeweils in der zugehörigen Farbe gehaltene Farbrestbilder gebildet und in Deckung überlagert werden.

2. Verfahren nach Anspruch, 1, dadurch, gekennzeichnet, daß der Frequenzbereich des Weißanteilsignals wesentlich größer gemacht wird als die Frequenzbereiche der Farbrestsignale.

3· Verfahren nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die Weißabspaltung vor der Übertragung beim Sender vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weißabspaltung nach der Übertragung beim Empfänger vorgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch. 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung durch mindestens zwei den Teilfarben zugeordnete Signale und ein der Kombination von mindestens zwei dieser Teilfarben zugeordnetes Signal erfolgt, wobei die ersteren mit einem wesentlich schmaleren Frequenzband übertragen werden als die letzteren.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem kombinierten Signal und den Teilfarbsignalen durch elektrische Subtraktion die diem schmalen Frequenzband der letzteren entsprechenden, auf die drei Wiedergabefarben bezogenen¹ Teilfarbsignale erzeugt und aus diesen das Weißanteilsignal und die drei Farbrestsignale abgespalten werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei der blauen und roten Wiedergabefarbe entsprechenden Signale mit schmalem Frequenzband und das der Kombination mindestens der grünen und roten. Wiiedergabefarbe entsprechende Signal mit breitem Frequenzband übertragen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitiig das kombinierte Signal in einen hochfrequenten und einen niederfrequenten, dem schmalen Frequenzband der Teilfarbsignale entsprechenden Anteil aufgespalten wird, und daß das der grünen! Wiedergabefarbe zugeordnete Signal durch Subtraktion des roten und/oder blauen Teilfarbsiignals vom niederfrequenten Anteil des kombinierten Signals erhalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch, gekennzeichnet, d^!aß dem Weißanteilsignal vor der Wiedergabe der hochfrequente Anteil des kombinierten Signals hinzuaddiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Übertragung zu den drei Farbrestsignalen ein bestimmter, für alle drei Farbrestsignale gleich großer Betrag binzugefügt wird und daß empfansseitig ein entsprechender Betrag wiederum von jedem der drei Farbrestsignale subtrahiert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Übertragung zu, den drei Farbrestsignalen ein kleiner für alle drei Signale gleich großer Prozentsatz des Weiß-■anteiteignalB hinzugefügt wird und daß empiangsseitig ein entsprechender Prozentsatz des empfangenen Weißanteils wiederum von den drei empfangenen Farb-restsignaleii subtrahiert wird.

12. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Übertragung ein kleiner für alle drei Farbrest signale gleich großer Prozentsatz des Weißanteilsignals zu den Farbrestsignalen hinzugefügt wird und daß das Weißanteilsiignal vor der Übertragung um einen entsprechenden Prozentsatz verringert wird und daß empfangsseitig die vier Teilbilder unmittelbar aus den vier empfangenen Signalen gebildet werden.

13. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreitung einer bestimmten vorgegebenen Größe des Weißanteilsignals jedem der drei Farbrestsignale ein gleich, großer mit weiter steigender Größe des niederfrequenten Weißanteilsignak sich vergrößernder Anteil des Weißanteilsignals hinzugefügt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz des Weißanteilsignals zu denFarbrestsignalen unter Zwischenschaltung eines nichtlinearen Gliedes erfolgt, dessen Kennlinie dem Sättigungsverhalten des Weißanteilkanals entspricht.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Empfänger die Wiedergabe mindestens- eines der drei Farbreste weitgehend unterdrückt wird, sobald dais die hochfrequente Komponenten enthaltende Weißanteilisignal ein negatives Vorzeichen annimmt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem die hochfrequente Komponente enthaltenden Weißanteilsignal im Falle eines negativen Vorzeichens eine Steuerspannung abgeleitet wird, welche im Sinne einer Verringerung auf die Farbrestsignale wirkt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung von den Farbrestsignalen subtrahiert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung zur Regelung der Amplitude der Farbrestsignale verwendet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Farbrestsignale und das Weißanteilsignal um den gleichen Betrag verzögert werden und daß die Steuerspannung von dem unverzögerten, die hochfrequente Komponente enthaltenden Weißanteilsiignal abgeleitet wird, welches die verzögerten Farbrestsignale beeinflußt.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch, gekennzeichnet, daß die Steuerspann-ungsimpulse verbreitert werden, um Deckungsfehler zwischen den einzelnen Signalen auszugleichen.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung der Färbrestsignale angenähert der Zeitdauer entspricht, die die verbreiterten Steuerspannungsimpulse benötigen, um ihren Endwert anzunehmen..

22. Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Gleichrichter-

anordnung, welche von dem die hochfrequente Komponente enthaltenden Weiißanteiilsignal gespeist wird und an ihrem Ausgang bei negativem Vorzeichen des Signals eine Steuerspannung erzeugt, welche auf die Farbrestsignale im Sinne einer Verringerung von deren Amplitude einwirkt.

23. Anordnung gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Gleichrichteranordnung ein Tiefpaß angeordnet ist, welcher eine Verbreiterung der Steuerspannungsimpulse bewirkt.

24. Anordnung gemäß Anspruch 23,,dadurch gekennzeichnet, daß sich in den Farbrestkanälen Verzögerungsglieder befinden, weiche alle Farbrestsignale um einen gleich großen Betrag verzögern, der angenähert der durch die Verbreiterung bewirkten Verzögerung und. der Abflachung der Steuerspannungsdmpulse innerhalb der Gleichrichteranordnung und des Tiefpasses entspricht.

25. Anordnung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Verzögerungsglied mit gleich großer Verzögerungszeit in den Weißanteilkanal eingeschaltet ist, so daß die in jedem Augenblick in den Wiedergabegeräten wirksamen Signalspannungen angenähert dem gleichen Bildpunkt entsprechen.

26. Anordnung gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit gleich der Zeitdauer gemacht wird, die die verbreiterten Steuerspannungsimpulse benötigen, um ihren Endbetrag zu erreichen, so daß die Unterdrückung der Farbteilsignale an der Bildstelle erfolgt, an welcher der die hochfrequenten Komponenten enthaltende Weißanteil ein negatives Vorzeichen annimmt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 676 054;
schweizerische Patentschrift Nr. 229535;
Electronics, Febr. 1952, S. 88fr.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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