EP0491730A1 - Fernsehübertragungssystem - Google Patents

Fernsehübertragungssystem

Info

Publication number
EP0491730A1
EP0491730A1 EP90912730A EP90912730A EP0491730A1 EP 0491730 A1 EP0491730 A1 EP 0491730A1 EP 90912730 A EP90912730 A EP 90912730A EP 90912730 A EP90912730 A EP 90912730A EP 0491730 A1 EP0491730 A1 EP 0491730A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
format
additional information
transmission system
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90912730A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erich Geiger
Hans-Joachim Platte
Martin Plantholt
Dietrich Westerkamp
Uwe Riemann
Dietmar Hepper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Thomson Brandt GmbH
Original Assignee
Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Thomson Brandt GmbH filed Critical Deutsche Thomson Brandt GmbH
Publication of EP0491730A1 publication Critical patent/EP0491730A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N11/00—Colour television systems
    • H04N11/06—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined
    • H04N11/12—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only
    • H04N11/14—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system
    • H04N11/16—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system the chrominance signal alternating in phase, e.g. PAL-system
    • H04N11/167—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system the chrominance signal alternating in phase, e.g. PAL-system a resolution-increasing signal being multiplexed to the PAL-system signal, e.g. PAL-PLUS-system
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/007—Systems with supplementary picture signal insertion during a portion of the active part of a television signal, e.g. during top and bottom lines in a HDTV letter-box system

Definitions

  • the invention relates to a television transmission system.
  • the 16: 9 receiver now evaluates the information from the two marginal strips and increases the number of active lines reduced to 431 again to 575 and thus generates a format-filling 16: 9 image using the interline method.
  • the invention is based on the object of specifying a compatible transmission system for a 16: 9 television signal which, in the case of standard receivers, images in the 4: 3 format in the 'letter box' method and in the case of improved receivers images in the 16: 9 format provides with a progressive representation, in particular with a horizontal resolution corresponding to the source signal.
  • the additional information consists of signal components which make it possible to convert the interlace signal into a progressive signal with a vertical resolution which corresponds to that of the source signal.
  • Approximate signal to generate see P 3912470
  • / or from higher vertical spectral components that are separated during transcoding in the transmitter see P 3926388
  • / or from higher horizontal spectral components that are used in horizontal compression by the conversion from the 16th : 9- into 4: 3 format in the transmitter (see P 3926388).
  • the corresponding additional information is not generated for the recovery of a progressive television signal with 575 active lines while the image format remains the same, but for the recovery of the progressive television signal transcoded to 431 lines, the image format being for the transmission was converted.
  • the additional information can be transmitted both in the two border strips and in the vertical blanking interval (see P 3912470) as well as by an additional modulation of the color carriers (see P 3926388).
  • a 4: 3 receiver does not evaluate the additional information, but displays the television signal as in the 'letterbo' procedure described above.
  • An improved receiver with an image format of 16: 9 contains a decoder which evaluates the additional information and delivers a format-filling 16: 9 image in progressive representation with 431 lines.
  • the additional information which supports the progressive display in the 16: 9 receiver is also referred to as a 'helper signal'.
  • This helper signal can be generated in the transmitter by interpolating the interline signal into a progressive signal with 431 lines and the difference signal to the progressive 431 line source signal being formed and encoded with the aid of a band limitation and time compression.
  • the helper signal can advantageously be transmitted in the edge strip, whereby it is transferred to the color carrier with the aid of a Modulation type in which a 4: 3 receiver does not demodulate any visible picture content, can be modulated with reduced amplitude and with amplitude components reaching into the ultrasonic range (eg according to P 4021698).
  • the additional information that represents the higher horizontal luminance spectral components can then advantageously be transmitted in the active image area with the aid of additional modulation of the color carrier, these luminance spectral components being combined with the known chrominance signals.
  • Cross-color and cross-luminance interference in the 16: 9 receiver can advantageously be avoided if these combined signal components are transmitted using a frame average method (full-screen averaging).
  • Fig. 1 A picture in the format 16: 9;
  • FIG. 2 shows the image from FIG. 1 with the vertically compressed active part and additional information in the two edge parts;
  • Luminance and chrominance resolution an encoding scheme; a coder; a decoder; a circuit for the 'intra-frame average'
  • Fig. 1 shows a television picture in 16: 9 aspect ratio, as it is generated in a 16: 9 studio, with a circle.
  • FIG. 2 shows how the television picture from FIG. 1 is compressed vertically in a known 16: 9 coder in the active area (20).
  • 431 lines are generated by vertical compression by a factor of 4/3 as an active image part (20) for a 4: 3 receiver.
  • This compression takes place by removing every fourth line from the image from FIG. 1 or by vertical interpolation.
  • the geometry of the circle has changed as a result of the compression.
  • the lines removed from the active picture part (20) or lines required for decoding in the 16: 9 receiver are transmitted as an additional signal in the two edge strips (21, 22).
  • FIG. 3 shows that a 4: 3 receiver reproduces the active part (20) of the image from FIG. 2 in the active area (30). Due to the horizontal compression of the 16: 9 format into the 4: 3 format by a factor of 4/3, the original geometry of the circle from FIG. 1 is restored. A viewer has the full image content from FIG. 1 available, but with reduced vertical resolution and with black stripes (31, 32) at the top and bottom of the image. So that the additional signal contained in the strips does not become disruptively visible, its amplitude in the 16: 9 coder must be reduced accordingly and must be in the ultrasonic range (between synchronous and black levels).
  • the additional signal in the edge strips (31, 32) is amplified accordingly and together formed with the active image part (30) in connection with the horizontal 16: 9 expansion into an image as in FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a progressive source signal in the 16: 9 format.
  • the television signal with 575 active lines (10) in FIG. 1 is converted into a television signal with an active picture part (20) of 431 lines for a 4: 3 receiver and for a 16: 9 by vertical transcoding with the factor 3/4 -Receiver generates.
  • This transcoding is done by a corresponding vertical interpolation with digital filters.
  • the geometry of the circle in the active image part (20) has changed as a result of the transcoding.
  • An interline signal with synthetic interlace is then generated from this progressive 431-line signal together with the upper and lower edge strips, which is still compressed horizontally by a factor of 3/4
  • the additional signals contain spectral components and signal components that enable a 16: 9 receiver to make a progressive signal with 431 lines and a vertical signal from the intermediate line signal (FIG. 3) with 431 active lines (30) Generate resolution that is close to that of the 431-line source signal.
  • the spectral components from the horizontal compression in the additional signal enable the 16: 9 receiver to generate a horizontal resolution which comes close to that of the 431-line source signal.
  • the spectral components from the horizontal compression are modulated onto the PAL color support in accordance with P 3926388, using its spectral ranges twice and the other part of the additional signals is transmitted in the vertical blanking interval and in the two edge strips.
  • the numbers change accordingly.
  • the border strips (21 and 22) each contain 60 lines and the active area (20) contains 361 lines.
  • a camera 711 generates image signals in a standard 625 lines / 50 Hz / progressive.
  • the picture format is 16: 9, the bandwidth of the RGB signals is 13.34 MHz.
  • the RGB signals at the output of the camera 711 are fed to a matrix 712, in which they are converted into component signals Y, U, V and then fed to an A / D converter 713.
  • the output signals of the A / D converter 713 are fed to a format converter 714, which vertically transcodes 576 active lines into 432 active lines.
  • the format converter 714 can contain four line memories and use a polyphase FIR filter with fifteen coefficients: -2, -5, -6, -1, 12, 29, 44, 50, 44, 29, 12, - 1, -6, -5, -2.
  • a correspondingly adapted format converter 714 can also be used to encode television signals of the standard 1250/50/2: 1.
  • the component signals Y, U, V are prefiltered vertically in a first low-pass filter 721 in order to largely avoid alias interference in the intermediate line signal.
  • This first low-pass filter 721 for vertical filtering can use the following coefficients: -1, 2, 6, -31, 59, 186, 59, -31, 6, 2, -1.
  • component signals in the interlace format are subsampled from the progressive component signals.
  • the U and V components are fed to a first 'intra-frame average' circuit 723 and then to an averager 724.
  • the mean value generator 724 two mean values, one above the other and formed in the first 'intra-frame average' circuit 723, are values are again averaged and used as the value for the U and V components of the corresponding four superimposed pixels (see FIG. 6). At this point there is a usable vertical frequency resolution of 54 cy / ph for the chrominance components U and V (cycles per picture highlight).
  • the output signals of the mean value generator 724 are fed to a first adder 761 and a second adder 762.
  • the Y component from interlace circuit 722 is fed to a second low-pass filter 731, a band-pass filter 732, a high-pass filter 733 and an interpolator 751.
  • the signal Y1 is formed in the second low-pass filter 731 with a cut-off frequency of 2.76 MHz.
  • the following filter coefficients can be used for this: -1, -2, 2, 6, 1, -13, -15, 20, 77, 106, 77, 20, -15, -13, 1, 6, 2 , -2, -1.
  • the signal Ybp is formed in the bandpass filter 732 with a frequency range from 2.76 MHz to 5 MHz.
  • the following filter coefficients can be used for this: 2, 1, -4, 0, -9, 15, 29, -58, -19, 86, -19, -58, 29, 15, -9, 0, -4, 1, 2.
  • the signal Y1 is fed to a third adder 739 via a delay circuit 736.
  • the signal Ybp is also fed to the third adder 739 via a second 'intra-frame average' circuit 737.
  • the output signal of the third adder 739 with the components Y1 and Ybp is D / A converted (not shown) and reaches a PAL modulator 763.
  • the output signal from high-pass filter 733 contains frequency components from 5 to 6.67 MHz, which, for example, have the coefficients -1, 1, 2, -6, 8, -2, -15, 38, -58, 66, -58, 38, -15, -2, 8, -6, 2, 1, -1 are obtained, and is modulated onto a carrier of 6.75 MHz in a first modulator 734.
  • the baseband component of its output signal is split off in a fourth low-pass filter 735 with a 1.75 MHz cut-off frequency and represents the signal Yh.
  • This low-pass filter can have the coefficients 1, 0, -3, 0, 10, 16, 10, 0, -3, Use 0, 1.
  • the signal Yh is fed to a third intraframe average circuit 738.
  • a line demultiplexer 740 which generates the signal components Yhl and Yh2.
  • Yhl is also fed to the first adder 761 and then forms the signal U * together with the U component.
  • the second signal component Yh2 is fed to the second adder 762 and forms the signal V *.
  • the signals U * and V * are D / A converted (not shown) and also reach the PAL modulator 763.
  • Yh is thus transmitted in the active image area.
  • the output signal of the PAL modulator 763 is fed to a fourth adder 77.
  • the interpolator 751 a progressive format with 432 active lines is again formed from the 432 active lines in the interlace format. A corresponding interpolation is thus simulated in a decoder.
  • the output signal from interpolator 751 is subtracted in a subtractor 752 from the Y component at the output of format converter 714.
  • This difference signal is converted into a baseband position in a second modulator 753 and fed to a second interlace circuit 754.
  • a time compression is carried out by a factor of 3 and the helper signal sections of three lines each are arranged within one line and divided into the two edge strips of 2 * 72 lines each.
  • This helper signal is D / A-converted (not shown), a 'letterbox' modulator 757 and then fed to the fourth adder 77.
  • the helper signal is modulated onto the color carrier.
  • the DC voltage level at the output is 50 mV below the black level, the modulation signal has an amplitude of 500 mVss. Because the vertical resolution of the chrominance signals does not exceed the maximum vertical frequency that can be transmitted in the interlace format, the chrominance signals do not require a helper signal.
  • the output signal 70 is available, which contains the components Y1, Ybp, Yh, Helper signal, U and V. This signal is then transmitted.
  • the 'intra-frame average' circuits 723, 737 and 738 contain a circuit as shown in FIG 9 is specified.
  • the input signal 90 is fed to an adder 93.
  • the output of the adder 93 is connected via a field memory 94 and with a separate line directly to the inputs of a first switch 92, from which the output signal of the circuit can be tapped.
  • the output of the field memory 94 and a ground line are connected to the inputs of a second changeover switch 91, which in turn is connected to the adder 93. During a first field, this first field is read into the field memory 93.
  • the field memory 93 is read out and this signal (initially no image content) is fed to the output of the circuit.
  • this signal (initially no image content) is fed to the output of the circuit.
  • the sum of the first field read out from the field memory 93 and the second field present at the input 90 is read into the field memory 93. This sum signal is also output at the output of the circuit.
  • a third field is then read into the field memory 93, while at the same time the stored sum signal from the first and second fields is read from the field memory 93 and fed to the output of the circuit.
  • the sum signal from the stored third field and the fourth field applied to input 90 is read into field memory 93 and fed to the output of the circuit. This process is now repeated continuously.
  • a maximum vertical frequency of 216 cy / ph can be transmitted.
  • the chrominance singals U and V occupy 2 * 54 cy / ph.
  • a spectral space of remains 108 cy / ph in the fy direction, which can take up the signal components Yh.
  • the horizontal bandwidth of the chrominance signals U and V is approximately 1.67 MHz. Together with the vertical resolution of 54 cy / ph, a balanced resolution in the fx-fy plane results in the amount of a quarter of the corresponding luminance resolution.
  • 4 shows the transmitted spectral ranges of the luminance and chrominance in the fy-fx plane.
  • 4a shows the main interlace signal 411, the helper signal 412 and the signal component Yh for increased luminance frequencies 413.
  • the spectral range 42 for the chrominance signals U and V is shown in FIG. 4b.
  • the signal Yl 51 shows the three-dimensional fy-fx-ft space spectral ranges of the following signals: the signal Yl 51, the signal Ybp 52, the signal Yh 53, the helper signal 54,
  • the output signal of the Nyquist filter 811 reaches a first demodulator 812, with which the helper signal modulated onto the color carrier is demodulated.
  • the helper signal is filtered at a cut-off frequency of 4.43 MHz before it is fed to an A / D converter 814.
  • a subsequent memory and demultiplexer circuit 815 the respective portions of the helper signal are again assigned to the original lines and horizontally interpolated or expanded in a subsequent first interpolation circuit 816 and assigned to the pixels from the 432 active lines.
  • a filter with the coefficients 1, 2, 3, 2, 1 can be used for this.
  • a helper signal for a progressive image format is formed from the interlace helper signal.
  • the helper signal is shifted into the correct spectral position within the fy-ft range with the aid of a line and frame-wise +/- 1 weighting and then fed to a third adder 852.
  • An amplitude resolution of six bits is sufficient for the helper signal.
  • the Y, U *, V * components from the PAL demodulator 821 are fed to an A / D converter circuit 822.
  • the digital Y signal reaches a first delay circuit 830 and a first 'intra-frame average' circuit 831.
  • the output signal of this circuit is fed to a second delay circuit 836 and is subtracted from the output signal of the first delay circuit 830 in a subtractor 834 .
  • the output signal of this subtractor is fed to a first adder 837 via a second low pass 835.
  • the output signal of the second delay circuit 836 is also fed to the first adder 837.
  • the output signal of the first adder 837 consists of the luminance components Y1 and Ybp and arrives at a second adder 838.
  • the signal U * from the second A / D converter 822 arrives at a second 'intra-frame average'. Circuit 832 and from there to a first vertical separator 841.
  • the signal V * passes through a third 'intra-frame average' circuit 833 to a second vertical separator 842.
  • the second and third 'intra-frame average' circuits 832 and 833 operate in the same way as the first 'intra-frame average' circuit 831 corresponding to FIG. 9.
  • the first vertical separator 841 supplies the signals U and Yhl at its outputs
  • the second vertical separator 842 supplies the signals V and Yh2 at its outputs.
  • the two vertical separators 841, 842 each contain a circuit corresponding to FIG. 10.
  • the input signal 100 is fed to an adder 101 and a subtractor 102.
  • the output of the adder 101 is fed both via a line delay 105 and also directly to a changeover switch 107, the output of the subtractor 102 is supplied both via a second line delay 106 and also directly to a second changeover switch 108.
  • the output signal of the first line delay 105 is fed to the adder 101 via a first switch 103.
  • the output signal of the second delay circuit 106 is fed to the subtractor 102 via a second switch 104.
  • At the outputs of the two changeover switches 107 and 108 are the U and the Yhl or the Yh2 and the V signal can be tapped.
  • the mode of operation corresponds to that of the circuit in FIG. 9.
  • the U signal is fed to a first vertical interpolator 843 and the V signal is fed to a second vertical interpolator 844.
  • the missing U and V signals are in these interpolators. Pixels formed and supplied together with those already present to the second interlace progressive interpolator 851.
  • the signal components Yhl and Yh2 are combined in a line multiplexer 845 and fed to a third demodulator 846 as signal Yh. There they are set back to the correct spectral position by pixel-by-pixel +/- 1 weighting.
  • the output signal of the third demodulator 846 is also fed to the second adder 838.
  • the output signal of the second adder 838 is also sent to the second interlace progressive interpolator 851 as a composite Y component.
  • the helper signal is added to the Y output signal of this interlace progressive interpolator 851 in a third adder 852.
  • This combined Y component and the U and V components from the second interlace progressive interpolator 851 are again D / A converted (not shown).
  • 11 shows an advantageous type of the time sequence of the helper signal transmission.
  • the second lower half M2 from frame N dergabe is already in the associated helper signal required.
  • Corresponding temporal processing or storage in the coder ensures that the helper signal for the upper half of the picture Ml of frame N is transmitted in the lower margin of frame Nl and the helper signal H2 for the lower half of the picture M2 of Frame N in the upper edge of image N.
  • the helper signal is shown in the lower edge of image N Hl for the upper half of the picture from full screen N + l.
  • the memory space required in the decoder can be reduced.
  • the 432 active lines can be converted back into 576 active lines by a format converter with the inverse function corresponding to the format converter 714.
  • the television transmission system described last can also be adapted to SECAM or NTSC television transmission systems by appropriate changes, e.g. through filters and interpolators with different coefficients and appropriately formatted memories and sequencers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Television Systems (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)

Description

Fernsehübertragungssystem
Die Erfindung betrifft ein Fernsehübertragungssystem.
Stand der Technik
Für die Einführung eines 16:9-Breitbildformates in bestehen¬ de Fernsehstandards (z.B. PAL, SECAM, MTSC) mit dem Format 4:3 wird das sogenannte ' letterbox' -Verfahren diskutiert ("Verbesserungsmöglichkeiten und Entwicklungstendenzen bei PAL", G. Holoch, Vortrag FKTG 17.01.89 in Berlin und "Künf¬ tige Fernsehsysteme", F. Müller-Römer, Fernseh- und Kinotech¬ nik, 43.Jahrgang, Nr. 6/1989 und "Die neuen Wege des alten PAL", Dr. A. Ziemer, E. Matzel, Funkschau Nr.18/1989) . Bei diesem Verfahren wird in kompatibler Weise auf dem 4:3-Empfän- ger die gesamte Bildinformation der 16: -Aufnähme darge¬ stellt mit nicht durch sichtbaren Bildinhalt gefüllten Strei¬ fen am oberen und unteren Bildrand.
Dies geschieht dadurch, daß im Studio aus einem 16:9-Interla- ce-Bild mit z.B. 625 Zeilen von den 575 aktiven Zeilen voll¬ bildweise jede vierte Zeile herausgenommen wird und bestimm¬ te Zeilen als Zusatzinformation mit reduzierter Amplitude in den dadurch über und unter dem aktiven Bild verbleibenden Streifen übertragen werden. Das aktive Bild im 4:3-Empfänger umfaßt dann 431 Zeilen und die Randstreifen jeweils 72 Zei¬ len. Diese Art der Darstellung von z.B. Spielfilmen mit 16:9- Format im 4:3-Empfänger ist auch bisher üblich gewesen und erfordert vom Betrachter keine Umgewöhnung. Weil das Verhältnis der beiden Bildformate dem Verhältnis von der ursprünglichen zur verringerten Zeilenzahl ent¬ spricht, wird die Geometrieverzerrung durch die Herausnahme der Zeilen wieder ausgeglichen.
Der 16:9-Empfänger wertet nun die Information aus den beiden Randstreifen aus und erhöht die auf 431 reduzierte Zahl der aktiven Zeilen wieder auf 575 und erzeugt damit ein format¬ füllendes 16:9-Bild im Zwischenzeilenverfahren.
Aber zum einen können verfahrensbedingte Störmuster auftre¬ ten und zum anderen sind die Nachteile des Zwischenzeilenver¬ fahrens (z.B. Zeilenflimmern, Kantenflackern) noch vorhanden.
Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompatibles ÜbertragungsSystem für ein 16:9-Fernsehsignal anzugeben, wel¬ ches bei Standardempfängern Bilder im 4:3-Format im ' letter- box' -Verfahren und bei verbesserten Empfängern Bilder im 16:9-Format mit progressiver Darstellung liefert, insbesonde¬ re mit einer dem Quellsignal entsprechenden Horizontalauflö¬ sung.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merk¬ male gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Zunächst wird auf der Senderseite ein progressives Fernsehsi¬ gnal im 16:9-Format mit z.B. 575 aktiven Zeilen digitali¬ siert, dann in vertikaler Richtung auf 431 Zeilen trans¬ codiert, in ein Zwischenzeilensignal umgewandelt und .mit Zu¬ satzinformationen versehen und als kompatibles Fernsehsignal im bekannten ' letterbox' -Format übertragen.
Die Zusatzinformationen bestehen aus Signalanteilen, die es ermöglichen, aus dem Interlace-Signal wieder ein progressi¬ ves Signal mit einer vertikalen Auflösung, die der des Quell- Signals angenähert ist, zu erzeugen (siehe P 3912470) und/oder aus höheren vertikalen Spektralanteilen, die bei der Transcodierung im Sender abgetrennt werden (siehe P 3926388) und/oder aus höheren horizontalen Spektralanteilen, die bei der horizontalen Kompression durch die Umwandlung vom 16:9- ins 4:3-Format im Sender abgetrennt werden (siehe P 3926388) .
Im Gegensatz zu dem Verfahren nach P 3912470 werden die ent¬ sprechenden Zusatzinformationen aber nicht für die Wiederge¬ winnung eines progressiven Fernsehsignals mit 575 aktiven Zeilen bei gleichbleibendem Bildformat sondern für die Wie¬ dergewinnung des auf 431 Zeilen transcodierten progressiven Fernsehsignals erzeugt, wobei das Bildformat für die Übertra¬ gung umgewandelt wurde.
Die Zusatzinformationen können sowohl in den beiden Rand¬ streifen als auch in der vertikalen Austastlücke (siehe P 3912470) als auch durch eine zusätzliche Modulation der Farb¬ träger (siehe P 3926388) übertragen werden.
Ein 4:3-Empfänger wertet die Zusatzinformationen nicht aus, sondern stellt das Fernsehsignal wie im oben beschriebenen ' letterbo ' -Verfahren dar.
Ein verbesserter Empfänger mit einem Bildformat von 16:9 ent¬ hält einen Decoder, der die Zusatzinformation auswertet und ein formatfüllendes 16:9-Bild in progressiver Darstellung mit 431 Zeilen liefert.
Die Zusatzinformationen, die im 16:9-Empfänger die progressi¬ ve Darstellung unterstützen, werden auch als 'Helper-Signal' bezeichnet. Dieses Helper-Signal kann im Sender generiert werden, indem das Zwischenzeilensignal in ein progressives Signal mit 431 Zeilen interpoliert wird und das Differenzsi¬ gnal zum progressiven 431 Zeilen-Quellsignal mit Hilfe einer Bandbegrenzung und Zeitkomprimierung gebildet und codiert wird. Das Helper-Signal kann vorteilhaft in den Randstreifen übertragen werden, wobei es dem Farbträger mit Hilfe einer Modulationsart, bei der ein 4:3-Empfänger keinen sichtbaren Bildinhalt demoduliert, mit reduzierter Amplitude und mit in den Ultraschwarzbereich hineinreichenden Amplitudenanteilen aufmoduliert werden kann (z.B. gemäß P 4021698). Die Zusatzinformationen, die die höheren horizontalen Lumi- nanz-Spektralanteile darstellen, können dann vorteilhaft im aktiven Bildbereich mit Hilfe einer Zusatzmodulation des Farbträgers übertragen werden, wobei diese Luminanzspektral- anteile mit den bekannten ChrominanzSignalen kombiniert wer¬ den. Dabei können vorteilhaft Crosscolour- und Crosslu- minanz-Störungen im 16:9-Empfänger vermieden werden, wenn diese kombinierten Signalanteile mit einer 'Frame-Average' - Methode (Vollbild-Mittelwertbildung) übertragen werden.
Zeichnungen
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an¬ hand der Zeichnungen erläutert. Diese zeigen in:
Fig. 1 Ein Bild im Format 16:9;
Fig. 2 Das Bild aus Fig. 1 mit vertikal komprimiertem aktiven Teil und Zusatzinformationen in den bei¬ den Randteilen; Fig. 3 Darstellung des aktiven Teils des Bildes aus
Fig. 2 im 4:3-Empfänger im 'Letterbox' -Format
(bekannt) ; zweidimensionale Darstellung der übertragenen
Luminanz- und Chrominanz-Auflösung; dreidimensionale Darstellung der übertragenen
Luminanz- und Chrominanz-Auflösung; ein Codierungsschema; einen Coder; einen Decoder; eine Schaltung für das ' Intraframe-Average' -
Verfahren; Fig. 10 einen Vertikal-Separator; Fig. 11 zeitliche Abfolge der Helper-Signal-Übertragung.
Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt ein Fernsehbild im Bildformat 16:9, wie es in einem 16:9-Studio erzeugt wird, mit einem Kreis.
Fig. 2 zeigt, wie das Fernsehbild aus Fig. 1 in einem bekann¬ ten 16:9-Coder im aktiven Bereich (20) vertikal komprimiert wird. Aus den 575 aktiven Zeilen (10) in Fig. 1 werden durch vertikale Kompression um den Faktor 4/3 431 Zeilen als akti¬ ver Bildteil (20) für einen 4:3-Empfänger erzeugt. Diese Kom¬ pression geschieht durch Entfernen jeder vierten Zeile aus dem Bild aus Fig. 1 oder durch eine vertikale Interpolation. Durch die Kompression hat sich die Geometrie des Kreises ge¬ ändert. Die aus dem aktiven Bildteil (20) entfernten Zeilen bzw. zur Decodierung im 16:9-Empfänger benötigten Zeilen wer¬ den in den beiden Randstreifen (21, 22) als Zusatzsignal übertragen.
In Fig. 3 ist dargestellt, daß ein 4:3-Empfänger den aktiven Teil (20) des Bildes aus Fig. 2 im aktiven Bereich (30) wie¬ dergibt. Durch die horizontale Kompression des 16:9-Formats in das 4:3-Format um den Faktor 4/3 ist die ursprüngliche Geometrie des Kreises aus Fig. 1 wiederhergestellt. Ein Be¬ trachter hat den vollen Bildinhalt aus Fig. 1 zur Verfügung, allerdings mit reduzierter vertikaler Auflösung und mit schwarzen Streifen (31, 32) am oberen und unteren Bildrand. Damit das in den Streifen enthaltene Zusatzsignal nicht stö¬ rend sichtbar wird, muß es in seiner Amplitude im 16:9-Coder entsprechend abgesenkt werden und sich im Ultraschwarzbe¬ reich (zwischen Synchron- und Schwarzpegel) befinden.
In dem bekannten 16:9-Empfänger wird das Zusatzsignal in den Randstreifen (31, 32) entsprechend verstärkt und zusammen mit dem aktiven Bildteil (30) in Verbindung mit der horizon¬ talen 16:9-Expansion zu einem Bild wie in Fig. 1 geformt.
Für ein erfindungsgemäßes 16:9-Fernsehübertragungssystem zeigt Fig. 1 ein progressives Quellsignal im Format 16:9. Aus dem Fernsehsignal mit 575 aktiven Zeilen (10) in Fig. 1 wird durch vertikale Transcodierung mit dem Faktor 3/4 ein Fernsehsignal mit einem aktiven Bildteil (20) von 431 Zeilen für einen 4:3-Empf nger und für einen 16:9-Empfänger er¬ zeugt. Diese Transcodierung geschieht durch eine entsprechen¬ de vertikale Interpolation mit digitalen Filtern. Durch die Transcodierung hat sich die Geometrie des Kreises im aktiven Bildteil (20) geändert. Anschließend wird aus diesem progres¬ siven 431-Zeilen-Signal zusammen mit dem oberen und unteren Randstreifen ein Zwischenzeilensignal mit synthetischem Interlace erzeugt, daß noch horizontal mit dem Faktor 3/4 komprimiert wird
Die Zusatzsignale enthalten durch die horizontale Kompressi¬ on abgetrennte Spektralanteile und Signalanteile, die es ei¬ nem 16:9-Empfänger ermöglichen, aus dem Zwischenzeilensignal (Fig. 3) mit 431 aktiven Zeilen (30) ein progressives Signal mit 431 Zeilen und einer vertikalen Auflösung, die der des 431-Zeilen-Quellsignals nahekommt, zu erzeugen. Durch die Spektralanteile aus der horizontalen Kompression im Zusatzsi¬ gnal wird es dem 16:9-Empfänger ermöglicht, eine horizontale Auflösung, die der des 431-Zeilen-Quellsignals nahekommt, zu erzeugen.
Die Spektralanteile aus der horizontalen Kompression werden gemäß P 3926388 auf den PAL-Farbträger aufmoduliert unter doppelter Ausnutzung seiner Spektralbereiche und der andere Teil der Zusatzsignale wird in der vertikalen Austastlücke und in den beiden Randstreifen übertragen.
Für Fernsehsysteme mit anderen Zeilenzahlen ändern sich die Zahlen entsprechend. Für ein Fernsehsystem mit 525 Zeilen bzw. 481 aktiven Zeilen können z.B. die Randstreifen (21 und 22) jeweils 60 Zeilen enthalten und der aktive Bereich (20) 361 Zeilen.
In Fig. 7a und 7b ist ein Coder für ein zweites erfindungsge¬ mäßes Fernsehübertragungssystem dargestellt. Eine Kamera 711 erzeugt Bildsignale in einer Norm 625 Zeilen/50 Hz/progres¬ siv. Das Bildformat ist 16:9, die Bandbreite der RGB-Signale ist jeweils 13.34 MHz. Die RGB-Signale am Ausgang der Kamera 711 werden einer Matrix 712 zugeführt, in der sie in Kompo¬ nentensignale Y, U, V umgewandelt werden und anschließend einem A/D-Wandler 713 zugeführt werden. Die Ausgangssignale des A/D-Wandlers 713 werden einem Format-Wandler 714 zuge¬ führt, der 576 aktive Zeilen in 432 aktive Zeilen vertikal transcodiert. Der Format-Wandler 714 kann vier Zeilenspei¬ cher enthalten und ein Polyphasen-FIR-Filter mit fünfzehn Koeffizienten benutzen: -2, -5, -6, -1, 12, 29, 44, 50, 44, 29, 12, -1, -6, -5, -2. Durch einen entsprechend angepaßten Format-Wandler 714 können auch Fernsehsignale der Norm 1250/50/2:1 codiert werden.
Die Komponentensignale Y, U, V werden in einem ersten Tief¬ paßfilter 721 vertikal vorgefiltert, um Aliasstörungen im Zwischenzeilensignal weitgehend zu vermeiden. Dieses erste Tiefpaßfilter 721 zur Vertikalfilterung kann folgende Koeffi¬ zienten verwenden: -1, 2, 6, -31, 59, 186, 59, -31, 6, 2, -1. In einer anschließenden Interlace-Schaltung 722 werden aus den progressiven Komponentensignalen Komponentensignale im Interlace-Format unterabgetastet. Die U- und.V-Komponenten werden einer ersten ' Intraframe-Average' -Schaltung 723 zuge¬ führt und anschließend einem Mittelwertbildner 724. In einer ' Intraframe-Average'-Schaltung wird innerhalb jedes Voll¬ bilds aus den Werten von aus jeweils zwei übereinanderliegen- den, einem Zeilenpaar entnommenen Bildpunkten der Mittelwert gebildet und dieser Mittelwert anstelle der Werte der beiden ursprünglichen Bildpunkte eingesetzt. In dem Mittelwertbild¬ ner 724 wird aus jeweils zwei übereinanderliegenden, in der ersten ' Intraframe-Average' -Schaltung 723 gebildeten Mittel- werten wiederum ein Mittelwert gebildet und als Wert für die U- und V-Anteile der entsprechenden vier übereinanderliegen- den Bildpunkte eingesetzt (siehe Figur 6). An dieser Stelle ergibt sich für die Chrominanzkomponenten U und V eine nutz¬ bare vertikalfrequente Auflösung von 54 cy/ph (cycles per picture hight) . Die Ausgangssignale des Mittelwertbildners 724 werden einem ersten Addierer 761 und einem zweiten Addie¬ rer 762 zugeführt.
Die Y-Komponente aus Interlace-Schaltung 722 wird einem zwei¬ ten Tiefpaßfilter 731, einem Bandpaßfilter 732, einem Hoch¬ paßfilter 733 und einem Interpolator 751 zugeführt. Im zwei¬ ten Tiefpaßfilter 731 wird das Signal Yl mit einer Grenzfre¬ quenz von 2.76 MHz gebildet. Dazu können folgende Filter-Ko¬ effizienten verwendet werden: -1, -2, 2, 6, 1, -13, -15, 20, 77, 106, 77, 20, -15, -13, 1, 6, 2, -2, -1.
Im Bandpaßfilter 732 wird das Signal Ybp mit einem Frequenz¬ bereich von 2.76 MHz bis 5 MHz gebildet. Dazu können folgen¬ de Filter-Koeffizienten verwendet werden: 2, 1, -4, 0, -9, 15, 29, -58, -19, 86, -19, -58, 29, 15, -9, 0, -4, 1, 2. Das Signal Yl wird über eine Verzögerungsschaltung 736 einem dritten Addierer 739 zugeführt. Das Signal Ybp wird über ei¬ ne zweite ' Intraframe-Average' -Schaltung 737 ebenfalls dem dritten Addierer 739 zugeführt. Das Ausgangssignal des drit¬ ten Addierers 739 mit den Anteilen Yl und Ybp wird D/A-gewan- delt (nicht dargestellt) und gelangt zu einem PAL-Modulator 763.
Das Ausgangssignal von Hochpaßfilter 733 enthält Frequenzan¬ teile von 5 bis 6.67 MHz, die beispielsweise mit den Koeffi¬ zienten -1, 1, 2, -6, 8, -2, -15, 38, -58, 66, -58, 38, -15, -2, 8, -6, 2, 1, -1 gewonnen werden, und wird in einem er¬ sten Modulator 734 einem Träger von 6.75 MHz aufmoduliert. Von dessen Ausgangssignal wird der Basisbandanteil in einem vierten Tießpaßfilter 735 mit 1.75 MHz Grenzfrequenz abge¬ spalten und stellt das Signal Yh dar. Dieses Tiefpaßfilter kann die Koeffizienten 1, 0, -3, 0, 10, 16, 10, 0, -3, 0, 1 verwenden. Das Signal Yh wird einer dritten ' Intraframe-Average' -Schal¬ tung 738 zugeführt. Von dort gelangt es zu einem Zeilen- demultiplexer 740, der die Signalanteile Yhl und Yh2 er¬ zeugt. Yhl wird ebenfalls dem ersten Addierer 761 zugeführt und bildet dann zusammen mit der U-Komponente das Signal U* . Der zweite Signalanteil Yh2 wird dem zweiten Addierer 762 zugeführt und bildet das Signal V*. Die Signale U* und V* werden D/A-gewandelt (nicht dargestellt) und gelangen eben¬ falls zum PAL-Modulator 763. Damit wird Yh im aktiven Bildbe¬ reich übertragen. Das Ausgangssignal des PAL-Modulators 763 wird einem vierten Addierer 77 zugeführt. Im Interpolator 751 wird aus den 432 aktiven Zeilen im Interlace-Format wieder ein progressives Format mit 432 akti¬ ven Zeilen geformt. Es wird damit eine entsprechende Interpo¬ lation in einem Decoder nachgebildet. Das Ausgangssignal von Interpolator 751 wird in einem Subtrahierer 752 von der Y- Komponente am Ausgang des Format-Wandlers 714 abgezogen. Die¬ ses Differenzsignal wird in einem zweiten Modulator 753 in eine Basisbandlage umgesetzt und einer zweiten Interlace- Schaltung 754 zugeführt. Es schließt sich ein drittes Tief¬ paßfilter 755 mit einer Grenzfrequenz von 1.47 MHz an mit beispielsweise folgenden Koeffizienten: -4, -2, 1, 9, 21, 34, 45, 48, 45, 34, 21, 9, 1, -2, -4.
In einem nachfolgenden Kompressor 756 wird eine Zeitkompres¬ sion um den Faktor 3 durchgeführt und es werden die Helper- Signal-Abschnitte von jeweils drei Zeilen innerhalb einer Zeile angeordnet auf die beiden Randstreifen von jeweils 2*72 Zeilen aufteilt. Dieses Helper-Signal wird D/A-gewan¬ delt (nicht dargestellt), einem ' Letterbox' -Modulator 757 und anschließend dem vierten Addierer 77 zugeführt. Im ' Letterbox1 -Modulator 757 wird das Helper-Signal auf den Farbträger moduliert. Der Gleichspannungspegel am Ausgang liegt 50 mV unter dem Schwarzpegel, das Modulationssignal hat eine Amplitude von 500 mVss. Weil die Vertikalauflösung der ChrominanzSignale nicht die im Interlace-Format übertrag¬ bare maximale Vertikalfrequenz überschreitet, benötigen die ChrominanzSignale kein Helper-Signal. Am Ausgang des vierten Addierers steht das Ausgangsignal 70 zur Verfügung, welches die Anteile Yl, Ybp, Yh, Helper-Si¬ gnal, U und V enthält. Dieses Signal wird dann übertragen.
Bedingt durch das ' Intraframe-Average' -Verfahren beträgt die zeitliche Auflösung für die Signale Ybp, Yh, U und V 12.5 Hz. Die ' Intraframe-Average'-Schaltungen 723, 737 und 738 enthal¬ ten eine Schaltung, wie sie in Fig. 9 angegeben ist. Das Ein¬ gangssignal 90 wird einem Addierer 93 zugeführt. Der Ausgang des Addierers 93 ist über einen Halbbildspeicher 94 und mit einer separaten Leitung direkt mit den Eingängen eines er¬ sten Umschalters 92 verbunden, an dem das Ausgangsignal der Schaltung abgreifbar ist. Der Ausgang des Halbbildspeichers 94 und eine Masseleitung sind mit den Eingängen eines zwei¬ ten Umschalters 91 verbunden, der seinerseits an den Addie¬ rer 93 angeschlossen ist. Während eines ersten Halbbildes wird in den Halbbildspeicher 93 dieses erste Halbbild einge¬ lesen. Gleichzeitig wird der Halbbildspeicher 93 ausgelesen und dieses Signal (zunächst kein Bildinhalt) dem Ausgang der Schaltung zugeführt. Während eines zweiten Halbbildes wird die Summe des aus dem Halbbildspeicher 93 ausgelesenen er¬ sten Halbbilds und des am Eingang 90 anliegenden zweiten Halbbildes in den Halbbildspeicher 93 eingelesen. Am Ausgang der Schaltung wird ebenfalls dieses Summensignal abgegeben. Anschließend wird ein drittes Halbbild in den Halbbildspei¬ cher 93 eingelesen, während gleichzeitig das gespeicherte Summensignal aus dem ersten und zweiten Halbbild aus dem Halbbildspeicher 93 ausgelesen und dem Ausgang der Schaltung zugeführt wird. Während eines vierten Halbbildes wird das Summensignal aus dem gespeicherten dritten Halbbild und dem am Eingang 90 anliegenden vierten Halbbild in den Halbbild¬ speicher 93 eingelesen und dem Ausgang der Schaltung zuge¬ führt. Dieser Vorgang wiederholt sich jetzt fortlaufend.
Bei 431 bzw. 432 aktiven Zeilen ist eine maximale Vertikal¬ frequenz von 216 cy/ph übertragbar. Die Chrominanzsingale U und V belegen 2*54 cy/ph. Es verbleibt ein Spektralraum von 108 cy/ph in fy-Richtung, der die Signalanteile Yh aufnehmen kann.
Die horizontale Bandbreite der Chrominanzsignale U und V be¬ trägt ungefähr 1.67 MHz. Zusammen mit der Vertikalauflösung von 54 cy/ph ergibt sich eine ausgewogene Auflösung in der fx-fy-Ebene in Höhe eines Viertels der entsprechenden Lumi¬ nanzauflösung.
In Fig. 6 ist dargestellt, welche Signalanteile der einzel¬ nen Komponenten in den entsprechenden Zeilen angeordnet sind. Man erkennt, daß in jeweils vier Zeilen eines Voll¬ bilds die im Vollbild vertikal übereinanderliegenden Signale U und V gleich sind. In jeweils zwei von diesen vier Zeilen sind die Signale Yh gleich. Im ersten Zeilenpaar werden die Signale Yh zu den U- und V-Komponenten addiert. Im zweiten Zeilenpaar werden sie von den U- und V-Komponenten subtra¬ hiert. Dies setzt sich innerhalb eines Vollbildes fort. Die Signale U und V haben nach einer Verzögerung von einem Halbbild eine Phasenverzögerung von nahezu 180°. Dadurch kön¬ nen durch die Addition zweier Halbbilder alle farbträgermodu- lierten Signalanteile (Cross-Luminanz) im Bandpaßbereich (Ybp) entfernt werden. Dementsprechend können durch die Addi¬ tion benachbarter Zeilen übersprechfrei die Chrominanzkompo¬ nenten erhalten werden und durch eine Subtraktion benachbar¬ ter Zeilen das Signal Yh.
In Fig. 4 sind die übertragenen Spektralbereiche der Lumi¬ nanz und Chrominanz in der fy-fx-Ebene dargestellt. In Fig. 4a erkennt man das Haupt-Interlace-Signal 411, das Hel¬ per-Signal 412 und den Signalanteil Yh für erhöhte Luminanz- frequenzen 413. In Fig. 4b ist der Spektralbereich 42 für die ChrominanzSignale U und V dargestellt.
In Fig. 5 sind im dreidimensionalen fy-fx-ft-Raum Spektralbe¬ reiche folgender Signale dargestellt: -das Signal Yl 51, -das Signal Ybp 52, -das Signal Yh 53, -das Helper-Signal 54,
-die spektralen Orte der Komponentensignale U und V, -der übertragene Spektralbereich 55 für die ChrominanzSigna¬ le, -die Übertragungskapazität 50 eines PAL-Kanals. Die Spektralbereiche für den Signalanteil Ybp 52 und Yh 53 ergeben zusammen einen Bereich 56, der dem ' Intraframe- Average' -Verfahren unterliegt.
Fig. 8 zeigt einen entsprechenden Decoder. Das Eingangssi¬ gnal 80 wird sowohl einem Nyquistfilter 811, als auch einem PAL-Demodulator 821 zugeführt. Dieser PAL-Demodulator benö¬ tigt vorteilhaft keine Zeilenverzögerungs-Schaltung. Das Aus¬ gangssignal des Nyquistfilters 811 gelangt zu einem ersten Demodulator 812, mit dem das auf den Farbträger aufmodulier¬ te Helper-Signal demoduliert wird. In einem anschließenden ersten Tiefpaßfilter 813 wird das Helper-Signal mit einer Grenzfrequenz von 4.43 Mhz gefiltert, bevor es einem A/D-Wand- ler 814 zugeführt wird.
In einer anschließenden Speicher- und Demultiplexer-Schal- tung 815 werden die jeweiligen Anteile des Helper-Signals wieder den ursprünglichen Zeilen zugeordnet und in einer nachfolgenden ersten Interpolationsschaltung 816 horizontal interpoliert bzw. expandiert und den Bildpunkten aus den 432 aktiven Zeilen zugeordnet. Dazu kann ein Filter mit den Koef¬ fizienten 1, 2, 3, 2, 1 verwendet werden.
In einem anschließenden ersten Interlace-Progressive-Interpo- lator 817 wird aus dem Interlace-Helper-Signal ein Helper-Si¬ gnal für ein progressives Bildformat gebildet. In einem an¬ schließendem zweiten Demodulator 818 wird mit Hilfe einer Zeilen- und vollbildweisen +/-1 -Wichtung das Helper-Signal in die richtige spektrale Lage innerhalb des fy-ft-Bereichs versetzt und anschließend einem dritten Addierer 852 zuge¬ führt. Für das Helper-Signal ist eine Amplitudenauflösung von sechs bit ausreichend. Die Y-, U*-, V*-Komponenten aus dem PAL-Demodulator 821 wer¬ den einer A/D-Wandler-Schaltung 822 zugeführt. Das digitale Y-Signal gelangt zu einer ersten Verzögerungsschaltung 830 und zu einer ersten ' Intraframe-Average' -Schaltung 831. Das Ausgangssignal dieser Schaltung wird einer zweiten Verzöge¬ rungsSchaltung 836 zugeführt und in einem Subtrahierer 834 vom Ausgangssignal der ersten Verzögerungsschaltung 830 abge¬ zogen. Das Ausgangsignal dieses Subtrahierers wird über ei¬ nen zweiten Tiefpaß 835 einem ersten Addierer 837 zugeführt. Das Ausgangssignal der zweiten Verzögerungschaltung 836 wird ebenfalls dem ersten Addierer 837 zugeführt. Das Ausgangssi¬ gnal des ersten Addierers 837 besteht aus den Luminanzkompo- nenten Yl und Ybp und gelangt zu einem zweiten Addierer 838. Das Signal U* aus dem zweiten A/D-Wandler 822 gelangt zu ei¬ ner zweiten ' Intraframe-Average' -Schaltung 832 und von dort zu einem ersten Vertikalseparator 841.
Das Signal V* gelangt über eine dritte ' Intraframe-Average' - Schaltung 833 zu einem zweiten Vertikalseparator 842. Die zweite und dritte ' Intraframe-Average' -Schaltung 832 und 833 arbeiten in gleicher Weise wie die erste ' Intraframe- Average' -Schaltung 831 entsprechend Fig. 9. Der erste Verti- kal-Separator 841 liefert an seinen Ausgängen die Signale U und Yhl, der zweite Vertikalseparator 842 liefert an seinen Ausgängen die Signale V und Yh2.
Die beiden Vertikalseparatoren 841, 842 enthalten jeweils eine Schaltung entsprechend Fig. 10. Das Eingangssignal 100 wird einem Addierer 101 und einem Subtrahierer 102 zuge¬ führt. Der Ausgang des Addierers 101 wird sowohl über eine Zeilenverzögerung 105 als auch direkt einem Umschalter 107 zugeführt, der Ausgang des Subtrahierers 102 wird sowohl über eine zweite Zeilenverzögerung 106 als auch direkt einem zweiten Umschalter 108 zugeführt. Das Ausgangssignal der er¬ sten Zeilenverzögerung 105 wird über einen ersten Schalter 103 dem Addierer 101 zugeführt. Das Ausgangssignal der zwei¬ ten Verzögerungsschaltung 106 wird über einen zweiten Schal¬ ter 104 dem Subtrahierer 102 zugeführt. An den Ausgängen der beiden Umschalter 107 und 108 sind jeweils das U- und das Yhl-, bzw. das Yh2- und das V-Signal abgreifbar. Die Funkti¬ onsweise entspricht der der Schaltung in Fig. 9. Das U-Signal wird einem ersten Vertikal-Interpolator 843 zu¬ geführt und das V-Signal einem zweiten Vertikal-Interpolator 844. In diesen Interpolatoren werden die fehlenden U- und V-Bildpunkte gebildet und zusammen mit den bereits vorhande¬ nen dem zweiten Interlace-Progressive-Interpolator 851 zuge¬ führt. Die Signalanteile Yhl und Yh2 werden in einem Zeilen- multiplexer 845 kombiniert und als Signal Yh einem dritten Demodulator 846 zugeführt. Dort werden sie durch eine bild- punktweise +/-1 -Wichtung in die richtige spektrale Lage zu¬ rückversetzt. Das Ausgangsignal des dritten Demodulators 846 wird ebenfalls dem zweiten Addierer 838 zugeführt. Das Aus¬ gangssignal des zweiten Addierers 838 gelangt als zusammenge¬ setzte Y-Komponente ebenfalls zum zweiten Interlace-Progres¬ sive-Interpolator 851.
Zu dem Y-Ausgangssignal dieses Interlace-Progressive-Interpo- lators 851 wird in einem dritten Addierer 852 das Helper-Si¬ gnal addiert. Diese kombinierte Y-Komponente und die U- und V-Komponenten aus dem zweiten Interlace-Progressive-Interpo¬ lator 851 werden wieder D/A-gewandelt (nicht dargestellt). Am Ausgang des Decoders steht somit wieder ein Fernsehsignal zur Verfügung mit 16:9-Bildformat, 432 aktiven Zeilen, 50 Hz Bildwechselfrequenz, progressiver Darstellung und einer Lumi- nanzbandbreite von 6.67 MHz, bezogen auf den PAL-Übertra- gungskanal.
In Fig. 11 ist eine vorteilhafte Art des zeitlichen Ablaufs der Helper-Signal-Übertragung dargestellt.' Während der Wie¬ dergabe der zweiten unteren Bildhälfte M2 aus Vollbild N wird bereits das zugehörige Helper-Signal benötigt. Im Coder wird durch entsprechende zeitliche Verarbeitung bzw. Speiche¬ rung dafür gesorgt, daß das Helper-Signal für die obere Bild¬ hälfte Ml von Vollbild N im unteren Randstreifen von Bild N-l übertragen wird und das Helper-Signal H2 für die untere Bildhälfte M2 von Vollbild N im oberen Randstreifen von Bild N. Im unteren Randstreifen von Bild N wird das Helper-Signal Hl für die obere Bildhälfte von Vollbild N+l übertragen. Da¬ durch kann der im Decoder benötigte Speicherplatz reduziert werden.
Für entsprechende 16:9-Empfänger mit 625 Zeilen können die 432 aktiven Zeilen durch einem dem Format-Wandler 714 ent¬ sprechenden Format-Wandler mit inverser Funktion wieder in 576 aktive Zeilen umgewandelt werden.
Durch entsprechende Änderungen kann das zuletzt beschriebene Fernsehübertragungssystem auch an SECAM- oder NTSC-Fernseh- übertragungsSysteme angepaßt werden, z.B. durch Filter und Interpolatoren mit anderen Koeffizienten und entsprechend formatierte Speicher und Ablaufsteuerungen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Fernsehübertragungssystem mit einem Quellsignal in ei¬ nem ersten Bildformat (Fig. 1), insbesondere von 16:9, bei dem bei der Übertragung der wesentliche Bildinhalt im ersten Bildformat innerhalb eines zweiten bekannten, z.B. PAL interlace, Bildformats, insbesondere von 4:3, angeordnet ist (Fig. 3) und bei dem im wesentlichen un¬ sichtbar Zusatzinformationen (31,32) übertragen werden, die von einem Empfänger für das erste Bildformat deco- dierbar sind, um zusammen mit der Information aus dem wesentlichen Bildinhalt (30) ein formatfüllendes Bild (Fig. 1) auf diesem Empfänger darzustellen, wobei das gesamte übertragene Signal von einem Empfänger für das zweite Bildformat ohne Auswertung der Zusatzinformatio¬ nen decodierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Quellsignal im ersten Bildformat progressiv mit einer horizontalen Auflösung, ausgedrückt in Schwingungen pro Bildbreiteneinheit, z.B. Schwingungen pro cm, die im wesentlichen gleich der eines entsprechenden Quellsi¬ gnals für das zweite Bildformat ist, erzeugt wird und vertikal mit einem Faktor, der im wesentlichen gleich dem Verhältnis des zweiten Bildformats zum ersten Bild¬ format ist, transcodiert wird und und daß das trans¬ codierte Signal vor der Übertragung horizontal entspre¬ chend dem zweiten Bildformat komprimiert und in ein Zwi¬ schenzeilensignal umgeformt wird und daß der Empfänger für das erste Bildformat dieses Zwischenzeilensignal mit den in ihm enthaltenen Zusatzinformationen format¬ füllend decodiert.
2. Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Empfänger für das erste Bildfor¬ mat das Zwischenzeilensignal mit den in ihm enthaltenen Zusatzinformationen formatfüllend zu progressiven Bil¬ dern im ersten Format decodiert, die eine Zeilenzahl haben, die dem des transcodierten Quellsignals ent¬ spricht.
3. Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, da¬ durch gekennzeichnet, daß Zusatzinformationen in der vertikalen Austastlücke übertragen werden.
4. Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzinformationen in den beiden Randstreifen (31,32) übertragen werden.
5. Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ZusatzInformationen durch eine zusätzliche Modulation des PAL-Farbträgers übertragen werden.
6. Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Quellsignal im ersten Bildformat ein Zwischenzeilensi- gnal mit höherer, insbesondere verdoppelter Zeilenzahl ist, wobei die Transcodierung derart erfolgt, daß sich ebenfalls die in Anspruch 1 bezeichnete Zeilenzahl nach der senderseitigen vertikalen Transcodierung ergibt.
7. Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu¬ satzinformationen in den Randstreifen (31, 32) zur Wie¬ dergewinnung der progressiven Bilder aus dem Zwischen¬ zeilensignal verwendet werden.
8. Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Zusatzinformationen in den Rand¬ streifen (31, 32) mit in den Ultraschwarz-Bereich hin¬ einreichender Amplitude derart auf den Farbträger aufmo¬ duliert sind, daß der Empfänger für das zweite Bildfor¬ mat bei der Demodulation des Farbträgers einen im we¬ sentlichen nicht sichtbaren Bildinhalt erzeugt.
9. Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 7 oder 8, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Luminanzkomponente (Y) horizontalf equent in einen niederfrequenten (Yl), ei¬ nen mittelfrequenten (Ybp) und einen höherfrequenten Signalanteil (Yh) aufgespalten wird.
10. Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Be¬ reich des wesentlichen Bildinhalts (30) die Zusatzinfor¬ mationen aus horizontal höherfrequenten Luminanz-Spek¬ tralanteilen (Yh, 413) bestehen, die mit den Chrominanz¬ komponenten (U, V) kombiniert werden und dann dem Farb¬ träger aufmoduliert werden, wobei die Luminanzkomponen- ten (Ybp, Yh) und die Chrominanzkomponenten (U, V) ver- tikalfrequent vorgefiltert sind (Fig. 4a, 4b).
11. Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß von der mittelfrequenten (Ybp) und von der höherfrequenten (Yh) Luminanzkomponente und von den Chrominanzkomponenten (U, V) innerhalb von Zeilenpaaren eines jeden Vollbilds und für die Chrominanzkomponenten (U, V) zusätzlich in¬ nerhalb von Zeilenpaaren eines jeden Halbbilds Mittel¬ werte gebildet und übertragen werden, insbesondere ge¬ mäß der Anordnung in Figur 6.
12. Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu¬ satzinformationen in den Randstreifen (31, 32) aus ei¬ nem ins Basisband umgesetzten, tiefpaßgefilterten und zeitkomprimierten Differenzsignal zwischen dem vertikal transcodierten Quellsignal (in 721) und der in ein Zwi¬ schenzeilensignal umgewandelten (in 722) und wieder in progressive Form rückkonvertierten (in 751) Luminanzkom¬ ponente (Y) gewonnen werden.
13. Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zu dem aktiven Bildbereich (30, Ml, M2) eines Bildes N zu¬ gehörigen Zusatzinformationen im unteren (32) Randstrei¬ fen des vorhergehenden Bildes N-l und im oberen Rand¬ streifen (31, H2) des Bildes N übertragen werden (Fig. 3, Fig. 11).
14. Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei ei¬ ner Decodierung die mittelfrequente Luminanzkomponente (Ybp) durch eine Addition von entsprechenden Zeilenpaa¬ ren wiedergewonnen werden kann und daß nach einer Syn- chrondemodulation die Chrominanzkomponenten (U, V) und die höherfrequente Luminanzkomponente (Yh) durch eine Subtraktion von entsprechenden Zeilenpaaren wiedergewon¬ nen werden kann.
15. Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Decodierung die Zusatzinformationen in den Randstreifen (31, 32) demoduliert, zeitexpandiert, horizontal inter¬ poliert, in ein progressives Format umgewandelt, mit einer Zeilen- und vollbildweisen +/-1 -Wichtung verse¬ hen und zu der Luminanzkomponente in progressivem For¬ mat (Y) addiert werden.
16. Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Decodierung die höherfrequente Luminanzkomponente (Yh) mit Hilfe einer bildpunktweisen +/-1 -Wichtung in die ursprüngliche spektrale Lage zurückversetzt wird.
17. Decoder für ein Fernsehübertragungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, versehen mit den folgenden Schaltungen für die Verarbeitung der Zusatzin¬ formationen aus den Randstreifen (31, 32): erster Demo¬ dulator (812) für den Farbträger, erster Tiefpaß (813), A/D-Wandler (814), Speicher- und Demultiplexer-Schal- tung (815), Interpolationsschaltung (816), erster Interlace-Progressive-Interpolator (817), zweiter Demo¬ dulator (818) für eine zeilen- und vollbildweise +/-1 -Wichtung; und der weiter versehen ist mit einem PAL-De¬ modulator (821) ohne Zeilenverzögerung, nachgeschalte¬ ten ' Intraframe-Average' -Schaltungen (831, 832, 833), nachgeschalteten VertikalSeparatoren (841, 842) für die Wiedergewinnung der Chrominanzkomponenten (U, V) und der höherfrequenten Luminanzkomponente (Yh) , nachge¬ schalteten Vertikal-Interpolatoren (843, 844) für die Chrominanzkomponenten (U, V) und drittem Demodulator (846) für die bildpunktweise +/-1 -Wichtung der höher¬ frequenten Luminanzkomponente (Yh), mit einem nachge¬ schalteten zweiten Interlace-Progressive-Interpolator (851) und mit einer Additionsschaltung (852), die des¬ sen Luminanz-Ausgangssignal (Y) mit den decodierten Zu¬ satzinformationen aus den Randstreifen kombiniert.
EP90912730A 1989-09-15 1990-09-03 Fernsehübertragungssystem Withdrawn EP0491730A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3930964A DE3930964A1 (de) 1989-09-15 1989-09-15 Fernsehuebertragungssystem
DE3930964 1989-09-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0491730A1 true EP0491730A1 (de) 1992-07-01

Family

ID=6389565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP90912730A Withdrawn EP0491730A1 (de) 1989-09-15 1990-09-03 Fernsehübertragungssystem

Country Status (13)

Country Link
US (1) US5268751A (de)
EP (1) EP0491730A1 (de)
JP (1) JPH05502343A (de)
CN (1) CN1051834A (de)
AU (1) AU6294790A (de)
CA (1) CA2065841A1 (de)
DD (1) DD295476A5 (de)
DE (1) DE3930964A1 (de)
FI (1) FI921110A0 (de)
HU (1) HUT60879A (de)
TR (1) TR24754A (de)
WO (1) WO1991004637A1 (de)
ZA (1) ZA907347B (de)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3930964A1 (de) * 1989-09-15 1991-03-28 Thomson Brandt Gmbh Fernsehuebertragungssystem
MY108674A (en) * 1990-03-07 1996-10-31 Thomson Brandt Gmbh Television transmission system
DE4027096A1 (de) * 1990-08-07 1992-02-27 Thomson Brandt Gmbh Fernsehuebertragungssystem
WO1992006565A1 (de) * 1990-10-01 1992-04-16 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Fernsehübertragungssystem und decoder für ein fernsehübertragungssystem
EP0581808B1 (de) * 1991-04-25 1997-12-10 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Verfahren zur kompatiblen übertragung, decodierung oder aufzeichnung von progressiv abgetasteten bildsignalen im zwischenzeilenformat
DE4113506A1 (de) * 1991-04-25 1992-10-29 Thomson Brandt Gmbh Verfahren zur kompatiblen uebertragung von progressiv abgetasteten bildsignalen im zwischenzeilen-format
DE4117994A1 (de) * 1991-06-01 1992-12-03 Thomson Brandt Gmbh Verfahren, coder und decoder zur kompatiblen uebertragung und/oder aufzeichnung und zum empfang und/oder zur wiedergabe von fernsehsignalen
DE4128337A1 (de) * 1991-08-27 1993-03-04 Thomson Brandt Gmbh Verfahren und einrichtung zur decodierung von bildsignalen mit zusatzinformationen
GB9126225D0 (en) * 1991-12-10 1992-02-12 British Broadcasting Corp Enhanced composite television
US5384599A (en) * 1992-02-21 1995-01-24 General Electric Company Television image format conversion system including noise reduction apparatus
DE4222220A1 (de) * 1992-07-07 1994-01-13 Deutsche Aerospace Verfahren zur Messung und Regelung des Druckes in der Dichtmanschette eines Trachealtubus
US5929919A (en) * 1994-04-05 1999-07-27 U.S. Philips Corporation Motion-compensated field rate conversion
KR100313994B1 (ko) * 1994-12-07 2001-12-28 구자홍 티브이시스템의화면비변환장치
US5880941A (en) * 1994-12-22 1999-03-09 Sony Corporation Digital video signal recording/reproducing apparatus for storing a vertical resolution signal
EP0746168A1 (de) * 1995-06-02 1996-12-04 Fluke Corporation Prüfsignale und Vorrichtung zum Erzeugen von Prüfsignalen zum Prüfen eines Fernsehsignaldekoders
JP2936315B2 (ja) * 1996-01-22 1999-08-23 日本テレビ放送網株式会社 順次走査方式の伝送データの変換方法、及びその変換装置
US5777679A (en) * 1996-03-15 1998-07-07 International Business Machines Corporation Video decoder including polyphase fir horizontal filter
US5862268A (en) * 1997-03-24 1999-01-19 Focus Enhancements, Inc. Bilinear decimator with error compensation
US6058143A (en) * 1998-02-20 2000-05-02 Thomson Licensing S.A. Motion vector extrapolation for transcoding video sequences
WO2000003539A2 (en) * 1998-07-08 2000-01-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Transmitting sequentially scanned images thru a channel intended for interlaced images
JP2002262094A (ja) * 2001-02-27 2002-09-13 Konica Corp 画像処理方法及び画像処理装置
JP4670215B2 (ja) * 2002-02-07 2011-04-13 ダイキン工業株式会社 プラズマ反応器
US8417066B2 (en) * 2004-03-04 2013-04-09 Broadcom Corporation Method and system for polyphase filtering by combining IIR and FIR filters and its applications in video scaling
US7773099B2 (en) * 2007-06-28 2010-08-10 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Context aware image conversion method and playback system
CN101436397B (zh) * 2007-11-16 2011-12-07 瑞昱半导体股份有限公司 控制显示装置的方法
US20100007788A1 (en) * 2008-07-09 2010-01-14 Vizio, Inc. Method and apparatus for managing non-used areas of a digital video display when video of other aspect ratios are being displayed

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IN170842B (de) * 1987-09-14 1992-05-30 Gen Electric
GB8721565D0 (en) * 1987-09-14 1987-10-21 Rca Corp Video signal processing system
US4984078A (en) * 1988-09-02 1991-01-08 North American Philips Corporation Single channel NTSC compatible EDTV system
JPH0817484B2 (ja) * 1988-10-22 1996-02-21 日本テレビ放送網株式会社 テレビジョン信号放送装置と同信号受像装置
DE3840054C1 (de) * 1988-11-28 1989-09-07 Institut Fuer Rundfunktechnik Gmbh, 8000 Muenchen, De
DE3926388A1 (de) * 1989-08-10 1991-02-14 Thomson Brandt Gmbh Farbfernsehuebertragungssystem
DE3843423C1 (en) * 1988-12-23 1989-09-14 Institut Fuer Rundfunktechnik Gmbh, 8000 Muenchen, De Compatible television transmission system
DE3912470A1 (de) * 1989-04-15 1990-10-25 Thomson Brandt Gmbh Fernsehuebertragungssystem
GB8911493D0 (en) * 1989-05-18 1989-07-05 Indep Broadcasting Authority Data transmission in the active picture period
DE3930964A1 (de) * 1989-09-15 1991-03-28 Thomson Brandt Gmbh Fernsehuebertragungssystem
DE4021698A1 (de) * 1990-07-07 1992-01-09 Thomson Brandt Gmbh Fernsehuebertragungssystem
EP0496363A3 (en) * 1991-01-21 1993-12-08 Nippon Television Network Multiplexed signal transmitting and receiving apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9104637A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
FI921110A0 (fi) 1992-03-13
AU6294790A (en) 1991-04-18
US5268751A (en) 1993-12-07
DD295476A5 (de) 1991-10-31
CN1051834A (zh) 1991-05-29
TR24754A (tr) 1992-05-01
HUT60879A (en) 1992-10-28
DE3930964A1 (de) 1991-03-28
WO1991004637A1 (de) 1991-04-04
JPH05502343A (ja) 1993-04-22
CA2065841A1 (en) 1991-03-16
ZA907347B (en) 1991-08-28
HU9200798D0 (en) 1992-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0491730A1 (de) Fernsehübertragungssystem
KR920010901B1 (ko) 텔레비젼형 신호 처리 및 수신 장치
AT391967B (de) Farbfernsehwiedergabegeraet
DE68924778T2 (de) Synchronisiersystem für ein grossbildfernsehsignal mit hoher auflösung.
DE3702661A1 (de) Fernsehsystem fuer progressive abtastung
DE69121626T2 (de) Einrichtung zur Fernsehsignalumwandlung
DD292797A5 (de) Anordnung zur verarbeitung eines breitbild-fernsehsignals mit einem interpolator zur reduzierung von bildartefakten
DE3924249A1 (de) Bewegungs-erfassungsschaltung
DE4115530C2 (de)
DE3890744C3 (de) Kompatibles, zusätzliche Informationen verarbeitendes Fernsehsystem
DD292800A5 (de) Frequenzselektiver videosignal-intraframeprozessor
DE4239800A1 (en) Digital decoder for use with digital video cameras - has frequency converter and colour synchronisation circuit generating output for NTSC or PAL format
Okada et al. Flicker-free non interlaced receiving system for standard color TV signals
DE3890746C2 (de)
Strolle Cooperative processing for improved NTSC chrominance/luminance separation
EP0579645A1 (de) Vorrichting zur bildsignal-aufzeichnung und/oder -wiedergabe.
EP0451205A1 (de) Mit herkömmlichen fernsehnormen kompatibles fernsehübertragungssystem.
DE69028400T2 (de) Ausgedehntes zusammengesetztes Fernsehsystem
DE4039514A1 (de) Anordnungen zur codierung und decodierung zusaetzlicher information in einem fernsehsystem
DE3890748C2 (de)
EP0477632B1 (de) Verfahren zur Bandaufspaltung eines mit einer Grundabtastfrequenz abgetasteten Signals in einem Sender und zur Zusammenführung in einem Empfänger
EP0430202A2 (de) Sender zur Erzeugung von Videosignalen unterschiedlicher Bildbreiten- zu Bildhöhen-Verhältnisse und Empfänger zur Darstellung von Videosignalen
EP0551314A1 (en) Television transmission system and decoder for such
EP0598786A1 (de) Verfahren, coder und decoder zur kompatiblen übertragung und/oder aufzeichnung von progressiven bildsignalen.
DE68911911T2 (de) Fernsehsystem.

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19920310

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB IT LI LU NL SE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19940401