FI80978B - Frekvensgenerering foer faergtelevisionskodning och -avkodning med multiplexa, analoga komponenter. - Google Patents

Description

1 80978 Γ

Taajuuden synnyttäminen multipleksoiduilla analogisilla komponenteilla tapahtuvaa väritelevisiokoodausta ja -dekoodausta varten

Esillä oleva keksintö kohdistuu väritelevisiosignaalin lähettämiseen ja vastaanottamiseen.

Yhdysvalloissa värilähetykset suoritetaan National Television Systems Committee'n (ITTSC) asettaman standardin mukaan, joka edellyttää, että kuvainformaatio erotetaan kahteen komponenttiin: luminanssiin eli valotiheyteen ja krominanssiin eli värikkyyteen. Kuvio 1 on amplitudi-taajuuskäyrä, joka yksinkertaistetussa muodossa esittää tyypillistä yhdistettyä NTSC-väritelevisiosignaalia 10, joka käsittää valotiheyssignaalin 12 ja värikkyyssignaalin 14. (Yhdistetty televisiosignaali on sellainen, jossa värikkyysinformaatio on alikantoaallon kannattama. Muita yhdistettyjä signaaleja ovat SECAM, jota käytetään Ranskassa, sekä PAL, joka vallitsee muussa Euroopassa) . Signaali ottaa nominaalisen kaistanleveyden 6 MHz, jolloin kuvakantoaalto 16 sijaitsee 1,25 MHz kaistan alarajan yläpuolella. Valotiheysinformaatio on moduloitu suoraan kuva-kantoaallolle 16, kun taas värikkyysinformaatio on moduloitu kuva-apukantoaallolle 18, jota vuorostaan käytetään kuvakanto-aallon 16 moduloimiseksi. Väriapukantoaallon 18 taajuus on 3,579545 MHz, joka on NTSC;n asettama standardi. (Ääni-informaatio on sisällytetty toiseen apukantoaaltoon 20, joka sijaitsee kaistan ylärajan läheisyydessä).

Kuviossa 1 A:11a merkitty alue on erityisen tärkeä, koska se edustaa valotiheyssignaalin 12 ja värikkyyssignaalin 14 limitystä. Koska valotiheys-ja värikkyyssignaalin erotus suoritetaan suodattamalla taajuusjaolla saatu multipleksoitu signaali, kahden signaalin väliset A:n tapaiset limitykset aiheuttavat useita ongelmia. Jos vastaanoton jälkeen halutaan täydellistä erotusta valotuksen ja värikkyyden välillä, aiheuttaa tarpeellinen suodatus jonkinasteista menetystä kummankin signaalin 2 80978 informaatiossa. Jos toisaalta mitään informaatiomenetystä ei voida sallia, on pakko hyväksyä tietty vuorovaikutus valo-tiheys- ja värikkyyssignaalien välillä. Kun lisäksi NTSC-televisiosignaalin eri osat lähetetään eri taajuuksilla, vaikuttavat lähetyksen aikana tapahtuvat vaiheen siirrot eri tavalla näihin, mikä aiheuttaa signaalin vääristymistä. Edelleen on käytettävissä oleva väri-informaatio tuntuvasti rajoitettu johtuen kapeasta sallitusta värikaistan leveydestä.

Näiden ongelmien voittamiseksi on kehitetty järjestelmä, jota kutsutaan nimellä multipleksoidut analogiset komponentit (seuraavassa MAC). MAC-väritelevisiosignaali on esitetty kuviossa 2, joka on amplitudi-aikakäyrä yhdestä ainoasta video-juovasta, jonka kesto on 6 3,56 ^,us. Ensimmäinen 10,9 ^us on vaakasammutusjakso (HBI) 22, jossa mitään kuvainformaatiota ei siirretä. HBl:n 22 jälkeen seuraavat värikkyyssignaali 24 ja valotiheyssignaali 26, joista jompi kumpi voi olla kokoon-puristettuna ajan suhteen. Värikkyyssignaalin 24 ja valoti-heyssignaalin 26 välissä on 0,28 ^us:n suojaväli 28, jonka tarkoituksena on estää vuorovaikutusta kahden singaalin välillä.

Kuvion 2 mukainen MAC-väritelevisiosignaali aikaansaadaan kehittämällä sovinnaiset valotiheys- ja värikkyyssignaalit (kuten tehtäisiin sovinnaisten NTSC- tai muiden yhdistettyjen väritelevisiosignaalien aikaansaamiseksi) ja ottamalla sitten näytteitä ja varastoimalla nämä erikseen. Valotiheydestä otetaan näytteitä valotiheysnäytteenottotaajuudella ja se varastoidaan valotiheysmuistiin, kun taas värikkyydestä otetaan näytteitä värikkyysnäytteenottotaajuudella ja se varastoidaan värikkyysmuistiin. Tämän jälkeen voidaan valotiheyden tai värikkyyden näytteitä puristaa kokoon ajan suhteen kirjoittamalla ne muistiin niiden kulloisellakin näytteenottotaajuudella ja lukemalla ne muistista suuremmalla taajuudella. Mul-tipleksilaite valitsee joko valotiheysmuistin tai värikkyys-muistin sopivalla hetkellä aktiivisen videojuovan aikana lukemista varten, jolloin syntyy kuvion 2 mukainen MAC-signaali.

Il 3 80978

Haluttaessa voidaan ääninäytteitä lähettää HBI:n aikana; nämä multipleksoidaan (sekä voidaan puristaa kokoon) samalla tavoin kuin videonäytteet. Sitä nopeutta, jolla kaikki näytteet esiintyvät multipleksoidussa MAC-signaalissa, kutsutaan sitten MAC-näytteenottotaajuudeksi.

Joskin kuvion 2 mukainen MAC-muoto eliminoi kuvion 1 mukaisen yhdistetyn televisiosignaalin ongelmat, on näiden tilalle tullut useita muita vaikeuksia. Eräs todellinen toteutusmuoto aikaisemmasta MAC-järjestelmästä, jolla on hyväksyttävä kuvanlaatu, käyttää valotiheysnäytteenottotaajuutta 13,50 MHz, jolloin valotiheyttä puristetaan yhteen suhteessa 3:2. Näin ollen MAC-näytteenottotaajuus on 20,25 MHz. NTSC-järjestelmän vaakajuovataajuus fH (juovan ollessa 63,56 ^us) on kuitenkin 0,01573 MHz, joka on 1/1287 tässä järjestelmässä käytetystä MAC-näytteenottotaajuudesta. Koska kaikki kolme taajuutta on synnytettävä jokaisessa tätä signaalia vastaanottavista lukuisista vastaanottimista, on sen vuoksi kussakin vastaanotti-messa käytettävä monimutkaisia ja kalliita taajuudensynnyttä-mispiirejä väriapukantoaallon ja muiden tarpeellisten taajuuksien uudelleen synnyttämiseksi, mikä huomattavasti lisää tällaisen järjestelmän kustannuksia. (Kaikki yhdistetyt väritele-visiosignaalit käyttävät väriapukantoaallon taajuutta 227,5 f„; Π

kuitenkin on f jokaisessa systeemissä eri. Näin ollen on vain H

NTSC-signaalissa väriapukantoaallon 227,5 f„ taajuus 3,579545 £1 MHz) .

Eräs toinen toteutus aikaisemmasta MAC-järjestelmästä käyttää valotiheysnäytteenottotaajuutta 10,74 MHz (682,5 sekä puristaa yhteen valotiheyttä suhteessa 4:3. Tämän vuoksi on MAC-näytteenottotaajuus 14,32 MHz (910 f„). Vastaanottimissa tarvittavien monimutkaisten taajuudensynnyttämiskytkentöjen ohella on tässä järjestelmässä kuvan laatu heikko johtuen alhaisesta valotiheysnäytteenottotaajuudesta, eikä järjestelmä sen vuoksi täytä kaupallisia vaatimuksia eikä Nyquist'in kriteeriä halutun valotiheyskaistanleveyden suhteen.

Eräs kolmas tunnettu MAC-järjestelmä käyttää MAC-näytteenotto- 4 80978 taajuutta 21,48 MHz (1365 f^) ja valotiheyden puristussuhdetta 5:4. Tämän vuoksi suoritetaan valosuuden näytteenotto taajuudella 17,18 MHz (1092 fH) , mikä kylläkin johtaa tyydyttävään kuvan laatuun. Tässä kuitenkin taas tarvitaan monimutkaisia taajuu-densynnyttämiskytkentöjä. Jotta lisäksi sekä valotiheys että värikkyyssignaalit mahtuisivat aktiiviselle videojuovalle, joka on pituudeltaan sama kuin NTSCrn aktiivinen videojuova (52,38 ^us), on värikkyyttä puristettava kokoon suhteessa 5:1. Tällöin värikkyyssignaalin laatu on epätyydyttävä kohinan vuoksi. Eräs tämän aikaisemman systeemin muunnelma puristaa kokoon värikkyyttä suhteessa 15:4 kohinaongelman välttämiseksi; mutta tämä vain lisää taajuudensynnyttämiskytkennän monimutkaisuutta sekä laajentaa valotiheys- ja värikkyyssig-naalia aktiivisen videojuovan yli vaakasammutusjakson alueelle, jolloin videojuovaan jää rittämättömästi aikaa välttämättömälle audioinformaatiolle.

Se seikka, mikä johtaa taajuuden synnyttämisen monimutkaistumiseen, on vaatimus synnyttää kussakin vastaanottimessa väri-apukantoaalto taajuudella 227,5 (3,579545 MHz NTSC-järjes telmässä) . Tällöin on olemassa tarve sellaiselle tekniikalle, joka synnyttää apukantoaallon ilman korkeita kustannuksia.

Koska vakio vastaanottimet ovat rakennetut vastaanottamaan yhdistettyjä televisiosignaaleja, ne eivät voi suoraan vastaanottaa MAC-televisiosignaaleja. MAC-signaali, jota käytetään lähetyksessä, on ensin muutettava yhdistetyksi televisiosignaaliksi (kuten NTSC, PAL tai SECAM) vastaanottimessa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tämän vuoksi yksinkertaistaa taajuudensynnyttämiskytkentää ja samalla pienentää sen kustannuksia, jota kytkentää tarvitaan kussakin vastaanottimessa sellaisessa lähetysjärjestelmässä, jossa lähetetään MAC-väritelevisiosignaaleja vastaanottimille, joissa ne muutetaan yhdistetyksi televisiosignaaleiksi.

Keksinnön eräs toinen tarkoitus on ottaa valotiheys- ja vä-rikkyyssignaaleista näytteitä riittävän suurella taajuudella laadullisesti hyväksyttävän kuvan aikaansaamiseksi.

5 80978

Keksinnön eräänä toisena tarkoituksena on kokoonpuristaa sekä valotiheys- että värikkyyssignaalia siten, että molemmat signaalit sopivat aktiivisen videojuovan alueelle ulottumatta HBI-alueelle (jolloin sallitaan riittävä aika tarvittavan audioinformaation lähettämiseksi HBI-jaksolla).

Vielä eräs keksinnön tarkoitus on välttää valotiheys- ja vä-rikkyyssignaalien kokoonpuristamista niin pitkälle, että kuvan laatu olisi epätyydyttävä kohinan johdosta.

Keksintö täyttää nämä sekä muut tarkoitukset tuottamalla joukko taajuuksia (joita käytetään näytteenottotaajuuksina sekä muihin tarkoituksiin), jotka liittyvät toisiinsa siten, että ne voidaan kaikki johtaa, jakamalla suhteellisen alhaisilla kokonaisarvoilla, yksittäisestä pääkellotaajuudesta. Koska mitään taajuuden kertomista ei tarvita (mikä olisi asian laita mikäli jotkut valituista taajuuksista eivät olisi tasan jaettavissa pääkellotaajuudesta), tarvitaan vain yhtä vaihelukittua silmukkaa pääkellotaajuuden ohjaamiseksi. Tämä keksinnön piirre alentaa voimakkaasti kussakin vastaanottimessa käytettävän varustuksen kustannuksia.

On havaittu, että laadultaan hyväksyttävissä televisiosignaaleissa, jotka täyttävät kaupalliset vaatimukset sekä Nyquist-kriteerin, valotiheydestä olisi otettava näytteitä vähintään 12 MHz:n taajuudella, kun taas vähimmäistaajuus värikkyyden näytteenotolle on 5 MHz. Yläraja näytteenottotaajuuksille yleensä on, kuten on voitu havaita, määrätty olemassaolevilla kustannuksiltaan alhaisilla integroiduilla piireillä noin 20 MHz:iin; jolloin MAC-televisiosignaaleja lähetettäessä pe-rusnäytteenottotaajuuden (valotiheyden tai värikkyyden) ja kokoonpuristussuhteen tulon, ts. MAC-näytteenottotaajuuden ei tulisi olla paljon tätä suurempi.

Koska lopulta vastaanottimessa aikaansaatu yhdistetty väritele-visiosignaali sisältää myöskin audioinformaatiota, sisällytetään audionäytteitä MAC-väritelevisiosignaaliin. Tämän vuoksi myöskin audionäytteenottotaajuus valitaan niin, että se voidaan tasaisesti jakaa pääkellotaajuudesta.

6 80978

Jos halutaan teletekstiä, on synnytettävä lähellä 6 MHz oleva signaali vastaanottimessa normaalin pistematriisiteletekstin merkkigeneraattorien käytön mahdollistamiseksi. Tämänkin signaalin tarkan taajuuden tulisi olla tasaisesti jaettavissa pääkellotaajuudesta.

Taajuudet, jotka on valittu osaksi tätä keksintöä, suhtautuvat toisiinsa seuraavalla tavalla, jossa n ja k ovat positiivisia kokonaislukuja (ja f„ on vaakajuovataajuus): Π fQ = 3f1 = 3f2 = 65f3 = f4 = 227,5k fH· n 2

Kuten voidaan nähdä kertoimista, on kukin näistä signaaleista (mukaanluettuna myöskin väriapukantoaalto 227,5 fH) johdettavissa pääkellotaajuudesta yksinkertaisesti jakamalla alhaisella positiivisella kokonaisluvulla. (Joissakin tapauksissa on useita tällaisia jakajia käytettävä. Esimerkiksi audionäytteen-ottotaajuus £3 voidaan synnyttää jakamalla pääkellotaajuus 5n:llä ja sitten jakamalla tulossignaali 13:11a). Tämä mahdollistaa yhden ainoan vaihelukitun silmukan ja yksinkertaisten jakajien käyttämisen vastaanottimessa, mikä suuresti yksinkertaistaa taajuuden synnyttämiskytkentää.

Tyydyttävä kuvanlaatu aikaansaadaan valitsemalla sekä valo-tiheysnäytteenottotaajuus (f^) ja värikkyysnäytteenottotaajuus (f2) suuremmaksi kuin minimiarvot (12 MHz ja 5 MHz), jotka on todettu välttämättömiksi tyydyttävää kuvanlaatua ajatellen.

Valotiheydelle kokoonpuristussuhde (f 4/^2) on 3:2. Värikkyydelle on kokoonpiristussuhde (f^/fj) 3:1. Näin ollen kokoon-puristetut valotiheys ja värikkyyssignaalit mahtuvat aktiiviselle videojuovalle ulottumatta HBI-jaksoon. Kuitenkaan kumpikaan kokoonpuristussuhde ei ole niin korkea, että siitä aiheutuisi liikaa kohinaa kuvaan.

Edellä esitetyillä edellytyksillä voi MAC-näytteenottotaajuus ^4 Pysyä riittävän alhaisena jotta voitaisiin käyttää olemassa olevia halpoja video-A/D-muuntimia tai CCD-piirejä vastaan-

II

7 80978 ottimessa, jolloin varmistetaan alhainen kokonaiskustannus komponenteille.

Keksintöä toteutetaan keskeisesti sijaitsevalla kooderilla, joka muuntaa valotiheyden ja värikkyyden sisältävän värite-levisiosignaalin MAC-väritelevisiosignaaliksi, ja kussakin vastaanottimessa olevalla dekooderilla, joka muuntaa MAC-väritelevisiosignaalin yhdistetyksi väritelevisiosignaaliksi. Tällä tavalla signaali voidaan siirtää suurimmaksi osaksi sen siirtomatkasta edullisessa MAC-muodossa.

Koodaaja vastaanottaa televisiosignaalin, joka käsittää erilliset valotiheys- ja värikkyyskomponentit. Näistä komponenteista otetaan näytteitä tunnetulla tavalla ja sopivalla (valotiheys- tai värikkyys)-näytteenottotaajuudella. Valoti-heysnäytteitä puristetaan kokoon suhteessa 3:2 kirjoittamalla ne muistiin taajuudella (valotiheysnäytteenottotaajuus) ja lukemalla ne muistista taajuudella f4 (MAC-näytteenottotaa-juus). Värikkyysnäytteitä puristetaan kokoon suhteessa 3:1 lukemalla ne muistiin taajuudella f2 (värikkyysnäytteenotto-taajuus) ja lukemalla ne muistista taajuudella f4. Näytteitä luetaan vuorotellen muisteista (ja ne yhdistetään muihin haluttuihin signaaleihin, kuten audionäytteisiin) multipleksi-laitteella, MAC-väritelevisiosignaalin aikaansaamiseksi, joka sitten lähetetään kullekin vastaanottimelle.

Kussakin vastaanottimessa dekooderi sisältää demultiplekse-rin, joka erottaa eri komponentit MAC-signaalista. Valotiheys-ja värikkyyssignaaleja laajennetaan kokoonpuristukseen nähden vastakkaisella prosessilla ja myöskin audio- tai muu informaatio otetaan ulos.

Värikkyysnäytteitä käytetään tunnetulla tavalla dekooderin synnyttämän väriapukantoaallon 227,5 f„ moduloimiseksi. Tä- n män jälkeen laajennetut valotiheysnäytteet ja moduloitu ali-kantoaalto yhdistetään sopivaan tahdistus- ja sammutusinfor-maatioon yhdistetyksi väritelevisiosignaaliksi.

8 80978

Jaksolla HBI voidaan lähettää useita äänikanavia käyttämällä aikajakomultipleksointia. Myöskin voidaan lähettää teleteksti-informaatiota pystysammutusjaksolla (VBI) sinänsä hyvin tunnetulla tavalla. Teletekstikoodit otetaan ulos vastaanottimes-sa sekä johdetaan merkkigeneraattoriin, joka tuottaa alfanumeeriset merkit näytettäviksi televisioruudussa.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viitaten oheisiin piitustuk-siin.

Kuvio 1 on amplituditaajuuskäyrä, joka yksinkertaisessa muodossa esittää tyypillistä NTSC-väritelevisiosignaalia.

Kuvio 2 on amplitudi-aikakäyrä yksittäisestä videojuovasta tyypillisessä MAC-väritelevisiosignaalissa.

Kuvio 3 on amplitudi-aikakäyrä yksittäisestä videojuovasta MAC-väritelevisiosignaalissa, joka lähetetään esillä olevan keksinnön mukaisesti.

Kuvio 4 on lohkokaavio esillä olevassa keksinnössä käytettävästä kooderista.

Kuvio 5 on lohkokaavio piiristä, jota käytetään sekä koode-rissa että dekooderissa tarvittavien eri taajuuksien synnyttä-·.: miseen.

Kuvio 6 on lohkokaavio esillä olevassa keksinnössä käytettä-väst dekooderista.

Kuvio 7 on lohkokaavio juovamuostista, jota voidaan käyttää valotiheys- tai värikkyysnäytteiden kokoonpuristamiseksi tai laajentamiseksi.

Kuvio 8 esittää kuvion 7 mukaisen juovamuistin otto- ja anto-signaaleja valotiheyssignaalin laajentamistapahtumassa.

Taulukossa 1 on esitetty ne taajuudet, jotka valitaan käytettäviksi keksinnön suositussa suoristusmuodossa. Joskin keksintöä on havainnollistettu NTSC-väriapukantoaallon 3,579545 MHz yhteydessä, jolloin MAC-signaali muunnetaan vastaanottimessa NTSC-signaaliksi, voitaisiin myöskin tämän asemesta käyttää PAL tai SECAM.

9 80978

Taulukko 1 Pääkellotaa-

Signaali Taajuus juuden osa Pääkello (fQ) 42,95 MHz = 2730 f 1

Valotiheysnäytteenotto (f.) 14,32 MHz = 910 f„ 1/3 Värikkyysnäytteenotto (f ) 7,16 MHz = 455 f„ 1/6

^ H

Audionäytteenotto (f^) 0,33 MHz = 21 f„ 1/130

^ H

MAC-näytteenotto (f4) 21,48 MHz = 1365 f„ 1/2

H H

Teletext-generaattori (f^) 6,14 MHz = 390 f„ 1/7

3 H

NTSC-väriapukantoaalto 3,579545 MHz = 227,5 f„ 1/12 (Taajuus f3 voi myöskin olla 0,20 MHz, tai 13 fH, joka on 1/210 f0:sta).

Kuvio 3 on amplitudi-aikakäyrä yhdelle viseojuovalle, joka on lähetetty esillä olevan keksinnön mukaisesti. HBI 22 on pituudeltaan olennaisesti sama, 10,9 ^us, kuin mitä se olisi NTSC-videojuovassa. Värikkyyssignaali 24, jota on puristettu kokoon suhteessa 3:1, kestää vain 17,46 ^us, ja valotiheys-signaali 26, joka on puristettu suhteessa 3:2, kestää 34,92 yus. Kahden signaalin välillä on 0,28 ^us:n suojaväli 28.

Kuvio 4 on lohkokaavio esillä olevassa keksinnössä käytettävästä kooderista. Väritelevisiosignaalit, valotiheys (Y) ja kaksi värierosignaalia (R - Y ja B - Y) saadaan sovinnaisesta väritelevisiolaitteesta ja suodatetaan alipäästösuotimilla 100a, 100b ja 100c. Suodatetuista väritelevisiosignaaleista otetaan sitten näytteitä sopivalla taajuudella (910 f„ valo- n tiheyssignaalille ja 455 fR kullekin värikkyyssignaalille) A/D-muuntimilla 102a, 102b ja 102c.

Pystysuodattimet 104 ja 106 aikaansaavat digitaalisten väri-erosignaalien R - Y vast. B - Y pystyinterpolaation, minkä jälkeen näitä signaaleja valitaan vuorotellen lähetettäväksi multipleksorilla 108. Kuten NTSC-televisiolähetyksessä, vain toinen näistä kahdesta värierosignaaleista lähetetään värik-kyyssignaalina kussakin MAC-televisiojuovassa.

10 80978

Seuraavaksi puristetaan kokoon digitaalisia valotiheys- ja värikkyyssignaaleja kuten edellä selostettiin. Valotiheystie-dot kirjoitetaan valotiheysmuistiin 110a (CCD-juovamuistiin) taajuudella 910 fH, joka on valotiheysnäytteenottotaajuus, ja ne luetaan muistista taajuudella 1365 fH, joka on MAC-näytteenottotaajuus. Värikkyystiedot kirjoitetaan värikkyys-muistiin 110b (joka on myöskin CCD-juovamuisti) taajuudella 455 f„, joka on värikkyysnäytteenottotaajuus, ja ne luetaan muistista taajuudella 1365 f^.

Sinä aikana, jolloin väritelevisiosignaaleja käsitellään, otetaan myöskin mukana olevasta audioinformaatiosta näytteitä sekä puristetaan kokoon lähettämistä varten. Neljästä audiokanavasta (1-4) otetaan näytteitä ja ne digitalisoidaan taajuudella 21 f„ deltamodulaattoreissa 112a - 112d. (Mikäli halutaan kuusi äänikanavaa, on niistä otettava näytteitä taajuudella 13 f„). Neljä delamoduloitua äänikanavaa valitaan sitten vuorotellen lähettämistä varten ja niitä puristetaan kokoon taajuudella 455 f„ multipleksorilla 114. Kokoonpurista- n misen jälkeen otetaan äänisignaalista uudelleen näytteitä taajuudella 1365 f„, joka on MAC-näytteenottotaajuus, näyt-teenottopiirillä 116.

Jakson VBI aikana siirretty informaatio, synkronointi, ajas-tus ja teleteksti, on kuviossa 4 esitetty nuolella, joka on merkitty ""VBI". Informaatio synnytetään sovinnaisella tavalla ja tuodaan multipleksorille 118 MAC-näytteenottotaajuudella.

Multipleksori 118 vastaanottaa neljä signaaliryhmää, valoti-heyden, värikkyyden, audion, sekä tahdistuksen, ajastuksen ja teletekstin, jotka kaikki esiintyvät MAC-näytteenottotaajuudella. Tämän jälkeen muktipleksori 118 yhdistää nämä signaalit valikoimalla niitä oikealla hetkellä sisällytettäviksi MAC-videojuovaan. Multipleksoinnin jälkeen signaalit muutetaan jälleen analogisiksi D/A-muuntimessa 120, suodatetaan alipäästö-suotimessa 122 sekä tulostetaan MAC-väritelevisiosignaalina.

Il n 80978

Kuvio 5 on lohkokaavio sekä kooderissa että dekooderissa tarvittavien eri taajuuksien synnyttämiseen käytetystä kytkennästä. Pääkello 200 sisältää vaihelukitun silmukan ja se synnyttää pääkellosignaalin taajuudella 2730 fH· Tämä signaali johdetaan kolmelle jakajalle. Jakaja 202 jakaa pääkellosignaalin kahdella; jakaja 204 jakaa pääkellosignaalin kolmella; ja jakaja 206 jakaa pääkellosignaalin seitsemällä. Jakajan 204 anto, jonka taajuus on 910 f^, on valotiheyden näytteenottosignaali. Jakajan 206 anto, jonka taajuus 390 f„, on teletekstin generaattorisignaali. Signaali 1365 f„, rl n jonka synnyttää jakaja 202, toimii yhteisenä MAC-näytteenotto-signaalina, ja se jaetaan edelleen jakajilla 208 ja 210.

Jakaja 208, joka jakaa MAC-näytteenottosignaalin kolmella, synnyttää 455 fH taajuisen värikkyysnäytteenottosignaalin; kun taas jakaja 210, joka jakaa 65:llä, synnyttää 21 fH taajuisen audionäytteenottosignaalin.

Kuvio 6 on lohkokaavio keksinnössä käytettävästä dekooderista. MAC-televisiosignaali saapuu ensin demultipleksoriin 300, joka erottaa siitä valontiheys- ja värikkyyssignaalit samoin kuin audio-, tahdistus-, ajastus- ja teleteksti-informaation. Valo-tiheyssignaali johdetaan valotiheysmuistiin 302, joka on CCD-juovamuisti, jossa sitä laajennetaan sekä sen jälkeen johdetaan alipäästösuotimeen 304, jossa suoritetaan suodatus.

Tämän jälkeen analoginen valotiheyssignaali saapuu antosovi-tuspiiriin 306. Valotiheyssignaalin laajentamiseksi tarvittavat näytteenottosignaalit synnytetään ajastusgeneraattorilla 308 sekä syötetään valotiheysmuistiin 302 kahdella kellon-ohjauspiirillä 310.

Demultipleksorista 300 tulevaa värikkyyssignaalia laajennetaan myöskin värikkyysmuistissa 312, joka on niinikään CCD-juova-muisti. Molemmille värierotussignaaleille on varattu eri annot, jotka suodatetaan kahdessa alipäästösuotimessa 314 ja sen jälkeen johdetaan antosovituspiiriin 306. Tarvittavat näytteenottosignaalit syötetään värikkyysmuistiin 312 ajastus-generaattorista 308 kolmen kellonohjauspiirin 310 kautta.

i2 80978

Sellaisia signaaleja, jotka eivät muodosta valotiheys- tai värikkyyssignaaleja, erotetaan myöskin MAC-televisiosignaa-lista demultipleksorilla 300. Nämä signaalit sisältävät audio-, teleteksti- ja tadistus- sekä ajastusinformaation. Audio-, teleteksti- ja tahdistussignaalit tuodaan demulti-pleksoriin 316 toisen alipäästösuotimen 318 kautta; kun taas kiinteän taajuuden ajastusinformaatio tuodaan demultiplekso-riin 316 alipäästösuotimen 320 kautta. Demultipleksori 316 erottaa nämä signaalit toisistaan, syöttää audioinformaation audiodemultipleksoriin 322 ja tahdistus- sekä ajastussignaa-lit kello- ja tahdistuksen jälleensynnytyspiirille 324 ja ajastusgeneraattorille 308. Demultipleksorista 316 tuleva audioinformaatio erotetaan neljäksi kanavaksi audiodemulti-pleksorissa 322 ja se tulostetaan anologisella audioprosesso-rilla 326. Teleteksti-lnformaatio toimitetaan merkkigeneraattorille 328 kellotaajuuden ja tahdistuksen jälleensynnytyspii-rin 324 kautta. Dekoodausoperaatiot tapahtuvat mikroprosessorin 330 ohjauksella, joka prosessori kommunikoi kellosignaalin ja tahdistuksen jälleensynnytyspiirin 324, teletekstin merkki-generaattorin 328, ja RAM:n 332 kanssa kaksisuuntaisten väylien 334, 338 ja 336 kautta.

Antosovituspiiri 306 vastaanottaa teletekstimerkkejä merkki-generaattorista 326, valotiheyden alipäästösuodattimesta 304, värikkyyden alipäästösuodattimesta 314, sekä ajastussignaalit ajastusgeneraattorista 308. Sen antosignaali on normaali NTSC-väritelevisiosignaali.

Kuvio 7 on lohkokaavio valotiheys- tai värikkyyssignaalien kokoonpuristamiseen tai laajentamiseen käytettävästä juova-muistista. Tämä juovamuisti voi edustaa muistilaitteita 110a, 110b kuviossa 4 ja 302, 312 kuviossa 6. Juovamuistia seloste-taan valotiheyden laajentamisen yhteydessä. Kuvio 8 on käy-rästö, joka esittää kuvion 7 mukaisen juovamuistin otto- ja antosignaaleja valotiheyden laajennusoperaation yhteydessä.

Kun MAC-televisiosignaali saapuu, kirjoittaa kello 1 750 va-lotiheysnäytettä juovamuistiin 400 MAC-näytteenottotaajuudella 365 fH. Samanaikaisesti kello 2 aikaansaa juovamuistin 402 is 80978 sisällön lukemisen antojuovalle taajuudella 910 f^. Seuraa-van videojuovan aikana kirjoitetaan 750 valotiheysnäytettä juovamuistiin 402 kellolla 2, joka toimii taajuudella 1365 fjj. Samanaikaisesti juovamuistiin 400 varastoidut valotiheys-näytteet luetaan antojuovalle kellolla 1 taajuudella 910 f„. Vastaavaa toimintaa sovelletaan värikkyysnäytteiden laajentamisessa, jolloin kellot vuorottelevat taajuuksilla 1365 ja 455 fH.

Joskin keksinnön havainnollistettuja suoritusmuotoja on selostettu yksityiskohtaisesti viitaten oheisiin piirustuksiin, on ymmärrettävä, että keksintö ei rajoitu näihin tarkkoihin suoritusmuotoihin, ja että alan ammattimies voi suorittaa useita muutoksia ja muunnoksia näissä poikkeamatta keksinnön suojapiiristä tai ajatuksesta.

Claims (16)

1. Kooderi valotiheys- ja värikkyysinformaatiota sisältävän televisiosignaalin muuttamiseksi multipleksoituja analogisia komponentteja sisältäväksi televisiosignaaliksi (MAC) edelleen muutettavaksi dekooderilla yhdistetyksi televisio-signaaliksi, tunnettu siitä, että siihen kuuluu: näytteenottoelimet (102a; 102b, 102c) näytteiden ottamiseksi valotiheysinformaatiosta (Y) taajuudella fi ja näytteiden ottamiseksi värikkyysinformaatiosta (R-Y, B-Y) taajuudella f*? kokoonpuristuselimet (110a, 110b) valotiheys- ja värikkyys-näytteiden taajuuden muuttamiseksi taajuudeksi f«; multipleksointielimet (108, 118) kokoonpuristettujen valotiheys- ja värikkyysnäytteiden yhdistämiseksi MAC-televisio-signaaliksi; pääkello (200), joka synnyttää pääkellosignaalin taajuudella fo; ja jakoelimet (202, 204, 206, 208, 210) signaalien toimittamiseksi näytteenottoelimille ja kokoonpuristuselimille taajuuksilla f 3., f a ja f 4, jotka on saatu pääkellosic;naalista siten, että fo = 3fi = 3f2 = f4 = 227,5 kf« n 2 jossa n ja k ovat positiivisia kokonaislukuja.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kooderi, tunnettu siitä, että n = 2 ja k = 6.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kooderi, tunnettu siitä, että se edelleen käsittää elimet teletekst-informaation (VBI) vastaanottamiseksi, jolloin mainitut multipleksorieli-met (118) yhdistävät teletekst-informaation MAC-televisio-signaaliin. is 80978

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kooderi, jossa televisiosignaaliin sisältyy audioinformaatio, tunnettu siitä, että näytteenottoelimet (112a, 112b, 112c, 112d) ottavat näytteitä audioinformaatiosta (1, 2, 3, 4) taajuudella f3, kokoonpuristuselimet (116) muuttavat audionäytteiden taajuutta ja multipleksorielimet (114, 118) yhdistävät kokoon-puristetut audionäytteet MAC-televisiosignaaliin, jolloin jakoelimet toimittavat näytteenottoelimille signaalin, jonka taajuus f3 on saatu pääkellosignaalista siten, että fo - 65f3. n

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kooderi, jossa televisiosignaaliin sisältyy audioinformaatio, tunnettu siitä, että näytteenottoelimet (112a, 112b, 112c, 112d) ottavat audioinformaatiosta näytteitä taajuudela f3, kokoonpuristuselimet (116) muuttavat audionäytteiden taajuutta ja multipleksointielimet (118) yhdistävät kokoonpuristetut audionäytteet MAC-televisiosignaaliin, jolloin jakoelimet (210) toimittavat näytteenottoelimille pääkellosignaalista saadun signaalin taajuudella f3, jossa f0 = 105f3. n

6. Dekooderi sellaisen multipleksoituja analogisia komponentteja sisältävän televisiosignaalin (MAC), jossa on taajuudella f λ esiintyviä valotiheys- ja värikkyysnäytteitä, muuttamiseksi yhdistetyksi televisiosignaaliksi, tunnettu siitä, että siihen kuuluu: demultipleksointielimet (300) valotiheys- ja värikkyysnäyt-teiden erottamiseksi MAC-televisiosignaalista; laajennuselimet (302, 312) erotettujen valotiheysnäytteiden taajuuden muuttamiseksi taajuudeksi fx ja erotettujen värik-kyysnäytteiden taajuuden muuttamiseksi taajuudeksi f2; värimodulaattorielimet apukantoaallon 227,5f** modulointi seksi laajennetuilla värikkyysnäytteillä; antoelimet (306) laajennettujen valotiheysnäytteiden ja ie 80978 moduloidun apukantoaallon yhdistämiseksi NTSC-televisiosig-naaliksi; pääkellopiiri (200) pääkellosignaalin synnyttämiseksi taajuudella f0; ja jakoelimet (202, 204, 206, 208, 210) signaalien toimittamiseksi mainituille laajennuselimille ja värimodulaattorieli-mille taajuuksilla £lf f2, f4 ja 227,5 ta, jotka on saatu pääkellosignaalista; jolloin fo = 3fi = 3f2 = f* = 227,5 kf„ n 2 jossa n ja k ovat positiivisia kokonaislukuja.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen dekooderi, tunnettu siitä, että n = 2 ja k = 6.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen dekooderi, jossa MAC-televisiosignaali sisältää teletekst-informaatiota ja demul-tipleksointielimet erottavat teletekst-informaation MAC-televisiosignaalista, tunnettu siitä, että dekooderi edelleen käsittää teletekst-merkkigeneraattorin (328), joka on liitetty mainittuihin antoelimiin (306) teletekst-merkkien tuottamiseksi taajuudella f5 teletekst-informaatiosta, jolloin antoelimet yhdistävät teletekst-merkit yhdistettyyn televisiosignaaliin, jolloin jakoelimet tuottavat teletekst-merkkigeneraattorille pääkellosignaalista saadun signaalin taajuudella fS/ jossa fo = 3½ · fs. n

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kooderi, tunnettu siitä, että fo = 42,96 MHz, fi = 14,32 Mhz, f2 = 7,16 MHz, f3 = 0,33 MHz, f4 = 21,48 MHz. Il 17 80978

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kooderi, tunnettu siitä, että fo = 42,96 MHz, fi = 14,32 Mhz, f2 = 7,16 MHz, fa = 0,20 MHz, f* = 21,48 MHz.

11. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kooderi, tunnettu siitä, että fo = 42,96 MHz, fx = 14,32 Mhz, fa = 7,16 MHz, f3 = 0,33 MHz, f* = 21,48 MHz.

12. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kooderi, tunnettu siitä, että fo = 42,96 MHz, fi = 14,32 Mhz, f2 « 7,16 MHz, fa = 0,20 MHz, f4 = 21,48 MHz.

13. Patenttivaatimuksen 6 mukainen dekooderi, jossa MAC-televisiosignaali sisältää audionäytteitä, tunnettu siitä, että demultipleksointielimet (316) erottavat audionäytteet MAC-televisiosignaalista, laajennuselimet (322) muuttavat audionäytteiden taajuuden taajuudeksi f3, ja antoelimet (326) tulostavat laajennetut audionäytteet yhdessä yhdistetyn televisiosignaalin kanssa, jolloin jakoelimet toimittavat laajennuselimille pääkellosignaalista johdetun signaalin taajuudella f3, jossa fo = 65ί3. n

14. Patenttivaatimuksen 6 mukainen dekooderi, jossa MAC-televisiosignaali sisältää audionäytteitä, tunnettu siitä, ie 80978 että demultipleksointielimet (316) erottavat audionäytteet MAC-televisiosignaalista, laajennuselimet (322) muuttavat audionäytteiden taajuuden taajuudeksi f3, ja antoelimet (326) tulostavat laajennetut audionäytteet yhdessä yhdistetyn televisiosignaalin kanssa, jolloin jakoelimet toimittavat laajennuselimille pääkellosignaalista johdetun signaalin taajuudella f3, jossa fo = 105f3. n

15. Parannettu tietoliikennemenetelmä valotiheys- ja värik-kyysinformaatiota sekä audioinformaatiota sisältävien televisiosignaalien siirtämiseksi, johon menetelmään sisältyy valotiheysinformaation näytteenotto taajuudella fn., värik-kyysinformaation näytteenotto taajuudella f a, audioinformaation näytteenotto taajuudella f3, valotiheys- ja värikkyys-näytteiden kokoonpuristaminen taajuudeksi f4, audionäytteiden kokoonpuristaminen, valotiheys-, värikkyys- ja audionäytteiden yhdistäminen multipleksoituja analogisia komponentteja sisältäväksi televisiosignaaliksi (MAC), valotiheys-, värikkyys- ja audionäytteiden erottaminen MAC-televisiosignaalista, valotiheysnäytteiden laajentaminen taajuudeksi fi, värikkyysnäytteiden laajentaminen taajuudeksi fa, audionäytteiden laajentaminen taajuudeksi f3, 227,5 fH, apukantoaallon moduloiminen laajennetuilla värikkyysnäyt-teillä, laajennettujen valotiheysnäytteiden ja moduloidun apukantoaallon yhdistäminen yhdistetyksi televisiosignaaliksi, yhdistetyn televisiosignaalin tulostaminen yhdessä laajennettujen audionäytteiden kanssa, sekä pääkellosignaalin synnyttäminen taajuudella fo, tunnettu siitä, että taajuudet fo, f1, f a, f 3 ja f* on valittu siten, että ne toteuttavat riippuvuuden fo = 3f1 = 3fa = 65f3 = f* = 227,5 kf„ n 2 jossa n ja k ovat positiivisia kokonaislukuja; ja että 11 is 80978 pääkellosignaali fo jaetaan taajuuksien fi, f2/ f3 ja f4 aikaansaamiseksi.

16. Laite signaalien tuottamiseksi useilla taajuuksilla tietoliikennejärjestelmässä sellaisten televisiosignaalien siirtämiseksi, jotka sisältävät valotiheys- ja värikkyysin-formaatiota yhdessä audioinformaation kanssa, jolloin järjestelmään kuuluvat näytteenottoelimet näytteiden ottamiseksi valotiheysinformaatiosta taajuudella fi ja näytteiden ottamiseksi värikkyysinformaatiosta taajuudella f2, kokoon-puristuselimet valotiheys- ja värikkyysnäytteiden taajuuden muuttamiseksi taajuudeksi f4, multipleksorielimet kokoonpu-ristettujen valotiheys- ja värikkyysnäytteiden yhdistämiseksi multipleksoituja analogisia komponentteja sisältäväksi televisiosignaaliksi (MAC), demultipleksorieloimet valotiheys- ja värikkyysnäytteiden erottamiseksi MAC-televisiosig-naalista, laajennuselimet erotettujen valotiheysnäytteiden taajuuden muuttamiseksi taajuudeksi fi ja erotettujen värikkyysnäytteiden taajuuden muuttamiseksi taajuudeksi f2, värimodulaattorielimet 227,5 fH apukantoaallon moduloimiseksi laajennetuilla värikkyysnäytteillä, ja antoelimet laajennettujen valotiheysnäytteiden ja moduloidun apukantoaallon yhdistämiseksi yhdistetyksi televisiosignaaliksi ja pääkel-lopiirin pääkellosignaalin synnyttämiseksi taajuudella fo, tunnettu siitä, että siihen kuuluu: jakoelimet signaalien toimittamiseksi näytteenottoelimille, kokoonpuristuselimille, laajennuselimille ja värimodulaatto-rielimille taajuudella fi, f2, f* sekä 227,5 f«, jotka taajuudet on saatu pääkellosignaalista siten, että fo = 3fi = 3f2 = f4 = 227,5 kf„ n 2 jossa n ja k ovat positiivisia kokonaislukuja. 20 8 0 9 7 8