HUT64670A - Television transmission system - Google Patents

Description

Egy HDTV szolgáltatás bevezetése a megváltoztatott sorszám mellett egy más képformátumot is magával fog hozni, ami inkább illeszkedik a mozifilmekhez. Míg a HDTV specifikációi jelenleg még nyitottak, egy 16:9 képoldal arányú képformátumot (a jelenlegi 4:3 formátummal szemben) már általánosan elfogadtak. Az Amerikai Egyesült Államokban ismertté váltak olyan munkák, amelyek azt célozták meg, hogy egy ilyen 16:9 képformátumot az NTSC szabvánnyal kompatibilis módon vigyenek át. Ebben a témában például a Femseh & Kinotechnik, 42. évfolyam, 7/1988 számában egy tanulmányt közöltek H. Weckenbrock, W. Wedam szerzőktől: ACTV: Advanced Compatible Television

Javaslat egy új kompatibilis széleskép-televizió szabványra az USA számára címmel, amely ezeknek a munkáknak az állását bemutatja.

Egy PÁL rendszerhez elvileg hasonló lehetőségek adottak, mint az ACTV-nél, a 16:9 szélinformációkat egy további segédvivőre felmodulálni, és a 4:3 információval kompatibilis módon átvinni. Ez a segédvivő azonban más spektrális helyzetű kell, hogy legyen mint az NTSC rendszerben, mivel a PÁL spektrumban üres helyek (un. Tukinuki-holes', amelyeket megfelelő szűréssel kell előállítani) pontosan azokon a helyeken vannak, amelyeket az NTSC rendszerben a színátvitelre (I, Q) lefoglaltak.

A kísérletekből az adódott, hogy a járulékos információk amplitúdóját kb. 20 dB-el le kell csökkenteni, ahhoz, hogy csaknem zavarmentes kompatibilis vételt biztosítsunk egy szabványos vevőn. Ehhez járul, hogy az ACTV-nél a járulékos információk energiában gazdag alsó frekvenciáit a sorok overscan tartományában viszik át. Az Overscan tartomány egy sor azon tartománya, amelyet a letapogatási raszter és toleranciái következtében nem ábrázolunk. Ez a tartomány változhat, úgy, hogy a szabványos vevőkön a széltartományokban az átvitt járulékos információk láthatóvá válhatnak.

A P 38 41 073 sz. szabadalmi bejelentésben egy a PÁL szabvánnyal kompatibilis átviteli eljárást ismertetnek, amely szabványos vevőkészülékeknél 4:3 képformátumot, és javított vevőknél 16:9 képformátumot biztosít.

Az adóoldalon a nagyobb 16:9 képformátumot reprezentáló járulékos információt a PÁL jelben átvitt U, V színinformációra felmodulálják. Egy olyan modulációs eljárást választanak, aminek révén az U, V színinformációk spekrális területét kétszeresen kihasználják. Ezt például kvadratúra modulációval lehet megvalósítani. Egy szabványos vevőben, amely az U, V színinformációt dekódolja, a járulékos információk a megfelelő dekóder hiányában elnyomódnak. Egy javított 16:9 formátumú vevő ezzel szemben tartalmazza a megfelelő dekódert, amely a szabványos jelhez tartozó dekóderrel együttesen szolgáltatja a 16:9 képformátumot.

A színinformációk spektrális helyzetében most még járulékos információkat is átvisznek. Ezáltal a színinformációban a rendszerből adódóan az összefésült spektrumok átviteléből áthallások jöhetnek létre. Ezeket az áthallási zavarokat a szokásos PÁL eljárásban kereszt-szín és kereszt-világosság zavarokként ismerik. A P 38 41 073 és P 39 26 388 szabadalmi bejelentésekben leírt eljárások szerint most járulékosan - a kép függvényében áthallások jöhetnek létre a járulékos információkban. Ez különösen zavaróan nyilvánul meg a javított 16:9 formátumú vevőn, amikor a járulékos információt a 16:9 széltartományok reprezentálják. Itt most a 4:3 középinformáció áthalló jelkomponensei a dekódolás után a 16:9 széltartományokban kerülnek visszaadásra, és ezáltal egy más helyen jelennek meg a képernyőn, mint az áthallást okozó eredeti jel. A nézőnek ezáltal az a benyomása, hogy egy szellemképet lát.

A találmány elé célul tűztük ki egy kompatibilis átviteli eljárás kidolgozását, amellyel a 16:9 formátumú vevő számára járulékos információkat viszünk át, és ezeket a járulékos információkat a 16:9 formátumú vevőn áthallási zavarok nélkül, vagy csökkentett áthallási zavarokkal lehet megjeleníteni.

A találmány szerint ezt a célt az 1. szabadalmi igénypontban megadott jellemzőkkel értük el. A találmány előnyös továbbfejlesztéseit az aligénypontokban adtuk meg.

Az adóoldalon a járulékos információ feldolgozásába egy dobókocka-algoritmust (Scrambling) vezetünk be. Ezt az algoritmust a 16:9 formátumú vevőben megfelelően visszaalakítjuk. A scrambling által az áthallási komponenseket a járulékos információkon sztohasztikusan elosztjuk, és ezáltal többé már nem okoznak képhez hasonló strukturált zavarokat.

A továbbiakban a találmányt a rajzok segítségével magyarázzuk el közelebbről. Az

1. ábra egy 16:9 PÁL kódolót mutat, a

2. ábra időmultiplex csomagokat (Timeplex) mutat, a

3. ábra a PÁL és járulékos információk számára egy, a találmány szerinti dekódert mutat, a

4. ábra a PÁL és járulékos információk relatív fázisviszonyait mutatja be.

Az 1. ábra egy 16:9 PÁL kódolót mutat egy kompatibilis FBAS jel előállítására, amely 16:9 járulékos információkat tartalmaz, amint az a P 38 41 073 szabadalmi leírás 3. ábrájához kapcsolódóan le van írva.

A 2. ábra az időmultiplex csomagok előállításának egy példáját mutatja be, amint az a P 38 41 073 sz. szabadalmi bejelentés 6. ábrájához kapcsolódóan le van írva.

A 3. ábra egy sávszűrőből, futásidő dekóderből és demodulátorokból álló elrendezést mutat, amely lehetővé teszi a szokásos PÁL jelek és a járulékos információk egyidejű dekódolását.

A 4. ábra a hordozó frekvenciájú PÁL U, V színinformációk és a ZU, ZV járulékos információk relatív fázishelyzetét mutatja két egymást követő sorban.

Az 1. ábra szerinti PÁL kódoló (P 38 41 073 sz. szabadalmi bejelentés 3. ábra) egy 13 időmultiplexert tartalmaz, amely a világosság és színjei komponenseket időmultiplex csomagokká fogja össze. Ezt ábrázoltuk példaképpen a P 38 41 073 sz. szabadalmi bejelentés

2. ábrája szerint. A 16:9 széltartományok világosság és színjei komponenseit időben expandálják, és a 2. ábrán bemutatott módon beveszik egy aktív sor időtartamába. A balolali széltartomány jelkomponenseit 1-lel, a jobboldali széltartományát r-rel jelöltük.

A jelkomponenseknek a soronkénti letapogatáshoz való hozzárendelése miatt, amint azt a 2. ábrán ábrázoltuk, például áthallások jöhetnek létre a kompatibilis 4:3 átvitel bal képfelének az információi, és a 16:9 bal széltartomány világosságjele között. Az áthallást ezután a 16:9 formátumú vevőben a bal széltartományban is ábrázoljuk, és egy bizonyos fajta szellemkép jelenik meg.

Ez elkerülhető, ha a 13 időmultiplexer az időmultiplex csomagokat egy dobókocka-algoritmus szerint képezi. A kockázás horizontális irányban megy végbe, azaz egy sor mentén, és soronként ismétlődik. Ezáltal biztosíthatjuk, hogy a kockázás nem hat a modulált vivő különböző fázishelyzeteire. Ezáltal az áthallási struktúrában torzításmentesítés jön létre.

A dobókocka-algoritmus előnyösen félképről félképre, vagy képről képre változhat. A kockázás szinkronizálására a vevőben, például egy megfelelő jelet vihetünk át a vertikális letapogatási hézagban. A 4:3 formátumú vevőhöz a kompatibilitás, valamint a futásidő tagokkal való jelszétválasztás a vevőben megmarad.

Az ilyen dobókocka-algoritmust a 16:9 formátumú televízió jelek kódolásánál és dekódolásánál előnyösen más járulékos információkra, mint például a P 39 26 388 sz. szabadalmi bejelentésben leírtakra is alkalmazhatjuk.

A kódolóban bevezetett dobókocka-algoritmust a 16:9 formátumú vevőben visszalakítjuk. Ez a demultiplexerben történik meg (a P 38 41 073 sz. szabadalmi bejelentés demultiplexere), amely az időmultiplexerben átkapcsolt világosság- és színjei komponenseket szétválasztja.

A PÁL kódolt 4:3 középinformáció és a 16:9 vevő járulékos információjának a dekódolására szolgáló funkcionális blokkok előnyösen összefoghatóak. Ha a megfelelő fázishelyzetű színsegédvivőket a hagyományos PÁL kódoláshoz Fu- és Fv-vel jelöljük, valamint az ezekkel modulált színinformációt U- és V-vel, és továbbá az egyes, a fázisában 90°-kal elfordított, az Fu- és Fv-re hordozómodulált járulékos információt ZU és ZV-vel, akkor a 3. ábrán ábrázolt blokkstruktúra megadható a hagyományos PÁL kódolt 4:3 középinformáció és a 16:9 járulékos információ dekódolására.

A vevőnek szolgáltatott FBAS jel egy 30 sáváteresztő szűrőn megy keresztül, és ezután a jelszétválasztásra egy 31 futásidő dekóderre vezetjük. A futásidő dekóder egy 32 PÁL futásidő tagot, valamint egy 33 összeadó és egy 34 kivonó fokozatot tartalmaz. A 33 összeadó fokozat kimenetén kapjuk meg az U és ZU jeleket hordozó-frekvencia helyzetben, valamint a kivonó fokozat kimenetén megfelelően a hordozó-frekvenciás V és ZV jeleket.

A járulékos információk modulációjához az Fu és Fv vivők 90° fáziselfordítása, valamint a PÁL rendszerben az Fv vivő előjelének soronként váltakozó megfordítása következtében a következő összefüggések adódnak:

	PÁL	Járulékos információ
n. sor:	Fu	Fu + 90 = -Fvn
	Fvn	Fvn + 90 = Fu
n+1. sor	Fu	Fu + 90 = -Fvn
	Fv(n+1) = -Fvn	- Fvn + 90 = -Fu

Ezáltal a PÁL jelek és a járulékos információ demodulálása is végrehajtható a konvencionális PÁL vivőkkel. A 35 - 38 demodulátorokat a PÁL rendszerből ismert Fu, Fv vivőkkel vezéreljük. A ZU, ZV járulékos információk demodulálásához ekkor még csak egy előjelváltást kell figyelembe venni. Ezt adott esetben egy erősítőben visszaalakíthatjuk, amely előnyösen egyidejűleg a kompatibilitás javítására az adóoldalon bevezetett amplitúdó csökkentést ismét kiegyenlíti (v.ö. a P 38 41 073 sz. szabadalmi bejelentés 9. ábrájának 31, 32 erősítője).

A 4. ábrán az U, V és ZU, ZV információk fázishelyzetét mutatjuk be vivőfrekvenciás helyzetben.

Claims (6)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Színes televízió átviteli rendszer szabványos PÁL televízió jelek átvitelére és vételére, különösen egy első 4:3 képformátummal, a szabványos televízió jelhez hozzáadott, dobókocka-algoritmussal ellátott járulékos információval (ZU, ZV), amelyek különösen egy információt (2. ábra) tartalmazhatnak egy második 16:9 képformátumról, amelyek egy a járulékos információkat dekódoló vevővel vehetők, azzal jellemezve, hogy

   - a járulékos információkat (ZU, ZV) a színsegédvivőre moduláljuk oly módon, hogy a színinformáció (U, V) spektrális tartományait kétszeresen használjuk ki (4. ábra);

   - a járulékos információkat· (ZU, ZV) a színsegédvivőre való moduláció előtt egy dobókocka-algoritmusnak vetjük alá, és a vevőben a demoduláció után a dobókocka-algoritmusnak megfelelően visszaalakítjuk;

   - a kockázás algoritmusát félképenként vagy teljes képenként változtatjuk, és egy jelet viszünk át a dobókocka-algoritmus szinkronizálására a vevőben és/vagy egy PÁL futásidő dekódert (31) vagy ennek a dekódemek egyes részeit a szabványos PÁL jel demodulációjára, és a járulékos információk (ZU, ZV) demodulációjára is felhasználjuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti televízió átviteli rendszer, azzal jellemezve, hogy a dobókocka-algoritmust a televízió jel soros jelfolyamában hajtjuk végre.
3. 3. Az 2. igénypont szerinti televízió átviteli renszer, azzal jellemezve, hogy a dobókocka-algoritmust a televízió jel sorain belül hajtjuk végre.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti televízió átviteli rendszer, azzal jellemezve, hogy a PÁL futásidő dekóder (31) részei egy PÁL futásidő tagból (32), és/vagy egy összeadó fokozatból (33) és/vagy egy kivonó fokozatból (34) állnak.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti televízió átviteli rendszer, azzal jellemezve, hogy a járulékos információkat (ZU, ZV) az ismert PÁL színsegédvivők (Fu, Fv) segítségével demoduláljuk.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti televízió átviteli rendszer, azzal jellemezve, hogy dekóder oldalon a járulékos információk (ZU, ZV) értékeit invertáló erősítők segítségével, amelyek a járulékos információk adóoldali amplitúdócsökkenését a vevőben kiegyenlítik, invertáljuk.