NL8901661A - Televisiesysteem voor digitale overdracht van beeldsignalen. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven Televisiesysteem voor digitale overdracht van beeldsignalen.

A. Achtergrond van de uitvinding A(1) Gebied van de uitvinding

De uitvinding heeft in zijn algemeenheid betrekking op een televisie-overdrachtsysteem met een zenderstation voorzien van ontvangerstation voorzien van een kodeerstation en een kodeerstation om beeldsignalen in digitaal formaat via een transmissiemedium over te dragen. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een televisie-overdrachtsysteem van het type waarin redundantieverminderde kodering plaats heeft in het kodeerstation en redundantieherstellende dekodering in het dekodeerstation.

Een dergelijk televisie-overdrachtsysteem kan deel uitmaken van een televisie-omroepsysteem, in welk geval het kodeerstation deel uitmaakt van de televisie-omroepzender en elke TV-ontvanger van een dekodeerstation is voorzien. Het transmissiemedium is in dit geval de ether. Ook kan een dergelijk televisie-overdrachtsysteem videorecording systeem zijn, in welk geval het transmissiemedium, door bijvoorbeeld een videoband of een compact disk is.

A(2) Beschrijving van de stand van de techniek

Zoals algemeen bekend wordt een televisiebeeld volledig bepaald door drie beeldsignalen. Dit kunnen zijn de drie primaire kleursignalen R, G, B, of, wat op hetzelfde neerkomt, een helderheidssignaal Y en twee kleurenverschilsignalen U en V, ook wel aangeduid met I en Q. In het hierna volgende zullen deze kleurverschilsignalen met CHR(1) en CHR(2) worden aangeduid.

Zoals eveneens algemeen bekend is met elk digitaal signaal een bemonsterfrequentie geassocieerd. Dat wil zeggen dat de monsters waaruit dit digitale signaal bestaat optreden met die bemonsterfrequentie. In de praktijk wordt elk monster voorgesteld door een getal, bestaande uit een bepaald aantal bits. Voor de huidige digitale televisie-overdrachtsystemen is de bemonster-frequentie gestandaardiseerd op 13,5 MHz. Verder wordt de bemonstering zodanig uitgevoerd dat voor elke zichtbare lijn van het beeld 720 monsters van elk van de drie beeldsignalen worden verkregen. Wordt het aantal zichtbare lijnen per televisiebeeld gesteld op 576, en het aantal bits per monster op acht, dan dienen per televisiebeeld circa 10 Mbits te wc. ''sn overgedragen Bij 25 beelden per seconde betekent dit een bitsnelheid van circa 250 Mbit/seconde. Dit vereist een overdrachtskanaal met een bandbreedte van circa 125 MHz. In de praktijk zijn dergelijke overdrachtskanalen doorgaans niet beschikbaar. Zo heeft bijvoorbeeld in een videorecoder het overdrachtskanaal dat hier bestaat uit de schrijfkop, de band en de leeskop, een bandbreedte van maximaal 30 MHz.

Om over een overdrachtskanaal met sterk begrensde bandbreedte toch een televisiebeeld in digitaal formaat te kunnen overdragen is het gebruikelijk (zie bijvoorbeeld de referenties 1 en 2 in in de hierna volgende paragraaf C) om als beeldsignalen niet de drie elementaire kleursignalen te nemen, maar het helderheidssignaal Y en de beide kleurverschilsignalen CHR(1) en CHR(2). Deze keuze wordt gemaakt omdat het helderheidssignaal een aanzienlijk grotere signaal-energie-inhoud heeft dan elk van de twee kleurverschilsignalen. Wordt voor zijn overdracht dit helderheidsignaal bemonsterd met een frequentie fY, dan kan elk van beide kleurverschilsignalen worden bemonsterd met een lagere frequentie fCHR. Meer in het bijzonder is fy een geheel veelvoud N van fcHR. Voor de huidige televisie-overdrachtsystemen is, zoals reeds vermeld ίγ = 13,5 MHz en wordt N = 2 gekozen. Hierdoor kan de bitsnelheid worden teruggebracht tot een waarde van circa 167 Mbit/seconde wat neerkomt op 2/3 van de oorspronkelijke bitsnelheid. In referentie 1 is aangegeven dat zonder ernstig kwaliteitsverlies zelfs N = 3 kan worden gekozen. Verder is daar aangegeven dat zonder merkbaar verder kwaliteitsverlies het aantal over te dragen kleurverschilmonsters nog kan worden gehalveerd; namelijk door niet van elke beeldlijn de monsters van de beide kleurverschilsignalen over te dragen, maar van slechts één van twee opeenvolgende beeldlijnen. Bijvoorbeeld kunnen van de ene beeldlijn alleen de monsters van het kleurverschilsignaal CHR(1) en van de daarop volgende beeldlijn alleen de monsters van het kleurverschilsignaal CHR(2) worden overgedragen. De zogenaamde vertikale decimerende filters waarmee dit wordt bewerkstelligd (in referentie 1 "Vertikales Chrominanzfliter" genoemd) en die een decimatiefaktor R bezitten die hier gelijk is aan twee leveren aldus digitale hulp kleurverschilsignalen CH(1) en CH(2). Het kodeerstation van dit bekende overdrachtsysteem is verder voorzien van een ingangscircuit die het beeldsignaal Y alsmede de beide hulpkleurverschilsignalen CH(1) en CH(2) ontvangt en die twee hu-lpbeeldsignaaluitgangen heeft waarop een eerste respektievelijk een tweede hulpbeeldsignaal optreden. Meer in het bijzonder is hierbij het eerste hulpbeeldsignaal gelijk aan het helderheidssignaal en wordt het tweede hulpbeeldsignaal gevormd door een tijdverdelingsmultiplex van de monsters van het ene hulpkleurverschilsignaal CH(1) van de ene beeldlijn en de monsters van het andere hulpkleurverschilsignaal CH(2) van de daarop volgende beeldlijn.

Voor verdere bitsnelheidreductie worden de aan de eerste hulpbeeldsignaaluitgang optredende monsters van het helderheidssignaal Y verder toegevoerd aan een eerste redundantieverminderende kodeerschakeling en worden de aan de tweede hulpbeeldsignaal-uitgang optredende monsters van het multiplex signaal verder toegevoerd aan een tweede redundantieverminderende kodeerschakeling. Beide redundantieverminderende kodeerschakeling en zijn uitgevoerd als differentiële pulscodemodulator.

Elk van de redundantieverminderende kodeerschakelingen levert een kanaalsignaal dat door middel van een uitgangscircuit aan het transmissiemedium wordt toegevoerd. Deze aan het transmissiemedium toegevoerde signalen zullen transmissiemediumsignalen worden genoemd.

Opgemerkt zij dat het op zichzelf bekend is ook op andere wijze dan door middel van differentiële pulscodemodulatie redundantievermindering te realiseren; bijvoorbeeld door het uitvoeren van een Q * Q voorwaartse transformatie. Daarbij worden al die monsters van een beeldsignaal die één compleet beeld beschrijven beschouwd als elementen (pixels) van een matrix. Deze matrix wordt opgedeeld in deelmatrices van Q bij Q matrixelementen en deze deelmatrix wordt geschreven als de som van Q2 orthonormale Q * Q basismatrices, elk met zijn eigen gewichtsfaktor (coëfficiënt). Bij een dergelijke redundantievermindering worden in plaats van de oorspronkelijke monsters, een deel van de genoemde gewichtsfaktoren overgedragen.

Weer een andere wijze om redundatievermindering te realiseren is het in combinatie toepassen van differentiële pulscodemodulatie en een Q * Q voorwaartse transformatie. Een dergelijke combinatie heet ook wel hybride codering (zie bijvoorbeeld referentie 3).

Voor het terugwinnen van de oorspronkelijke beeldsignalen Y, CHR(1) en CHR(2) is het ontvangerstation van het in referentie 1 beschreven televisie-overdrachtsystaem . -rzien van een ingangscircuit dat met het transmissiemedium kan worden gekoppeld en dat uitgaande van de op dit transmissiemedium aanwezige informatie (transmissiemediumsignalen) de oorspronkelijke twee kanaalsignalen regenereert. Deze kanaalsignalen worden in een dekodeerstation elk aan een individuele redundantieherstellende dekodeerschakeling toegevoerd waarvan de werking invers is aan genoemde redundantieverminderende kodeerschakelingen en zij leveren elk een geregenereerd lokaal hulpbeeldsignaal. Met behulp van een uitgangsschakeling worden deze twee hulpbeeldsignalen weer omgezet in het oorspronkelijke helderheidssignaal Y en de oorspronkelijke twee hulpkleurverschilsignalen CH(1) en CH(2), waarbij deze signalen aan gescheiden uitgangen van dit uitgangscircuit optreden. De beide hulpkleurverschilsignalen worden onderworpen aan een verticale interpolatie operatie ter opwekking van de oorspronkelijke kleurverschilsignalen CHR(1) respektievelijk CHR(2).

Zoals bekend wordt er de laatste jaren veel onderzoek verricht aan hoge definitie televisie. Hoge definitie-televisiebeelden zijn opgebouwd uit bijvoorbeeld 1250 lijnen waarvan er 1152 zichtbaar zijn en beeldinformatie dragen. Bovendien wordt daarbij gestreefd naar een hogere horizontale resolutie in combinatie met een hogere aspektverhouding, namelijk 16:9; bij de huidige televisiebeelden is die gelijk aan 4:3. Opgemerkt zij dat de aspektverhouding van een televisiebeeld de verhouding is tussen de horizontale en de verticale afmeting van het beeld. Overdracht van beeldsignalen voor dergelijke beelden in een digitaal formaat betekent op de eerste plaats dat de benodigde bemonsterfrequenties aanzienlijk hoger gekozen moeten worden dan bij de huidige televisie-overdrachtsystemen gebruikelijk is. Om onder andere een voldoende hoge horizontale resolutie te verkrijgen wordt een bemonsterfreguentie van 54 MHz aanbevolen. Zou een dergelijke hoge bemonsterfreguentie worden toegepast in het in referentie 1 beschreven televisie-overdrachtsysteem, dan zou dit betekenen dat ene redundantieverminderende kodeerschakeling monster (namelijk die van het helderheidssignaal) aangeboden krijgt met een snelheid van 54 MHz en de andere met een snelheid van 18 MHz.

Bij toepassing van een dergelijk overdrachtsysteem in apparatuur voor de consumentenmarkt, zoals bijvoorbeeld in digitale videorecorders, zal naar een hoge integratiegraad worden gestreefd. Worden de geïntegreerde schakelingen uitgevoerd in de op dit moment meest geavanceerde integratietechniek die bekend staat onder de naam CMOS, dan is bij een hoge integratiedichtheid een hoge interne verwerkingssnelheid mogelijk, namelijk tot 30 MHz. Bij integratie van de redundantieverminderende kodeerschakeling die monsters aangeboden krijgt met een snelheid van 54 MHz, is deze interne verwerkingssnelheid van 30 MHz volledig ontoereikend. Opgemerkt zij dat het weliswaar mogelijk is om met CMOS technieken een kodeerschakeling te integreren waarvan de interne verwerkingssnelheid 54 MHz of meer is, maar dat dit ten koste gaat van de integratiedichtheid. Deze neemt bij toenemende verwerkingssnelheid namelijk zeer sterk af. Het benodigde chip oppervlak en daarmee de prijs van de chip nemen zeer sterk toe.

B. Samenvatting van de uitvinding

De uitvinding beoogt een televisie-overdrachtsysteem aan te geven van de soort zoals hierboven in relatie tot referentie 1 is beschreven en dat bijzonder geschikt is voor de overdracht van hoge definitie televisiebeelden, dat een hoge graad van integratie toelaat en dat zich bijzonder leent voor digitale videorecording.

Het televisievisie-overdrachtsysteem volgens de uitvinding is daardoor gekenmerkt dat: - elk van de twee redundantieverminderende kodeerschakelingen is ingericht voor het uitvoeren van een twee-dimensionale Q*Q voorwaartse transformatie; - het ingangscircuit van het kodeerstation is ingericht om een verdelingsoperatie uit te voeren waarbij het helderheidssignaal DY, alsmede de beide hulpkleurverschilsignalen CH(1) en CH(2) worden opgedeeld in respektievelijk luminantiegroepen en chrominantiegroepen met Q monsters per groep, van telkens een even aantal opvolgende luminantiegroepen én een even aantal chrominantiegroepen, een eerste helft van dat aantal luminantiegroepen én een eerste helft van dat aantal chrominantiegroepen in een tijdmultiplex formaat worden toegevoerd aan de eerste hulpbeeldsignaaluitgang en de andere helft van dat aantal luminantiegroepen én de andere helft van dat aantal chrominantiegroepen in een tijdmultiplex formaat worden toegevoerd aan de tweede hulpbeeldsignaaluitgang; - de redundantieherstellende dekodeerschakeling is ingericht om een tweedimensionale Q*Q inverse transformatie uit te voeren; - het uitgangscircuit. van het dekodeerstation is ingericht om een herrangschikkingsoperatie uit te voeren die invers is aan de verdelingsoperatie.

Door de toepassing van de maatregelen volgens de uitvinding wordt bereikt dat zowel groepen monsters van het helderheidssignaal, als groepen monsters van elk van de twee hulpkleurverschilsignalen worden verdeeld over de beide hulpbeeldsignaaluitgangen. Hierdoor kan de snelheid waarmee op elk van deze uitgangen monsters optreden aangepast worden aan de interne verwerkingssnelheid van de redundantieverminderende kodeerschakelingen. Meer in het bijzonder blijkt voor hoge definitie televisiebeelden N=4 te kunnen worden gekozen en is het gebruikelijk om in de redundantieverminderende kodeerschakelingen 8*8 voorwaartse transformaties uit te voeren. Doordat nu de helft van het totale aantal groepen aan de ene hulpbeeldsignaaluitgang en de andere helft aan de andere hulpbeeldsignaaluitgang worden toegevoerd, kunnen de monsters nu aan elk van de kodeerschakelingen worden aangeboden met een snelheid van circa 27 MHz. Elke redundantieverminderende kodeerschakeling levert nu een kanaalsignaal met een bitsnelheid van circa 100 MHz. Deze bitsnelheid zal weliswaar doorgaans te hoog zijn om beide kanaalsignalen over een gemeenschappelijk overdrachtskanaal over te kunnen dragen, maar zijn twee gescheiden overdrachtskanalen, voor elk kanaalsignaal één, daarvoor ruim voldoende. Doordat elk van de kanaalsignalen zowel helderheidsinformatie als kleurinformatie bevat van een televisiebeeld zal het uitvallen van een overdrachtskanaal, bijvoorbeeld doordat in een videorecorder één van beide leeskoppen defekt is geraakt, toch een herkenbaar kleurentelevisiebeeld opleveren.

Een bijzonder praktisch aantal opeenvolgende luminantiegroepen is 2N. Nadat dit aantal luminantiegroepen aan de verdelerschakeling is toegevoerd, heeft deze laatste tevens 4/R chrominantiegroepen ontvangen.

De verdeling over de beide hulpbeeldsignaaluitgangen zal bij voorkeur zo regelmatig mogelijk geschieden. Dit kan in het bijzonder worden bereikt door de opeenvolgende luminantiegroepen afwisselend aan de eerste en de tweede hulpbeeldsignaaluitgang toe te voeren.

C. Referenties 1. Aufwandsarmen DPCH-Codec für die TV-Verteilung mit 72 Mbit/s; P. Neuhold;

Nachrichtentechnische Zeitschrift, 41. Jahrgang, Heft 9,

September 1988, pagina's 506-511.

2. Adaptive Coding of monochrome and color images; W.H. Chen, C.H. Smith; IEEE Transactions on Communications, Vol. COM-25,

No. 11, November 1977, pagina's 1285-1292.

3. Videobild auf der Datenleitung; P. Vogel;

Funkschau No. 26, 16. Dezember 1988, pagina's 60-63 4. One-dimensional linear picture transformer.

R. Woudsma, D.C.H. Chong, B.T. Mc Sweeney, S.M. Borgers, E.A.P. Habraken;

European Patent Application No. 0.286.184 D. Toelichting op de uitvinding D(1) Korte omschrijving van de figuren

Figuur 1 toont schematisch het televisie-overdrachtsysteem volgens de uitvinding in de vorm van een videorecorder;

Figuren 2, 3 en 4 tonen diagrammen ter toelichting van de werking van het televisie-overdrachtsysteem volgens figuur 1;

Figuur 5 toont schematisch de op bouw van een verdelerschakeling voor toepassing in het televisie-overdrachtsysteem volgens figuur 1;

Figuren 6, 7 en 8 tonen enige stuurschakelingen voor sturing van de in figuur 5 weergegeven verdelerschakeling.

D(2) Algemene opbouw van hel. televisiesysteem

In figuur 1 is schematisch een videorecorder weergegeven die is voorzien van het televisie-overdrachtsysteem volgens de uitvinding. Het omvat een zenderstation TR met een kodeerstation A en een ontvangerstation REC met een dekodeerstation B. Het kodeerstation A is voorzien van drie ingangen AO, A1, A2 voor ontvangst van respektievelijk een helderheidssignaal Y, een kleurverschilsignaal CHR(1) en een kleurverschilsignaal CHR(2) die geleverd worden door een beeldsignaalbron PS; bijvoorbeeld een videokamera. In het hierna volgende zal worden aangenomen dat elk televisiebeeld bestaat uit twee na elkaar optredende rasters, waarvan de samenstellende beeldlijnen zijn geïnterlinieerd. Het kodeerstation A heeft verder twee uitgangen A3, A4 waarop seriële bitstroroen optreden die kanaalsignalen Z^(n) en Z2(n) zullen worden genoemd. Deze kanaalsignalen worden door middel van afzonderlijke modulatieschakelingen MOD omgezet in transmissiemediumsignalen die op hun beurt via afzonderlijke schrijfkoppen C(.) gelijktijdig maar gescheiden op een magneetband TP worden geregistreerd; bijvoorbeeld op afzonderlijke sporen.

Ter terugwinning van de oorspronkelijke beeldsignalen is het dekodeerstation B voorzien van twee ingangen B3, B4 die via afzonderlijke demodulatieschakelingen MOD-^ op afzonderlijke leeskoppen D(.) zijn aangesloten. Deze leeskoppen zijn met de magneetband TP zodanig koppelbaar dat zij de op deze magneetband aanwezige informatie omzetten in de oorspronkelijke transmissiemediumsignalen die na demodulatie in de -1 demodulatieschakelingen MOD tot lokale kanaalsignalen Z!|(n) en Z£(n) voeren die corresponderen met de oorspronkelijke kanaalsignalen Z^(n) en Z2(n) zoals die door het kodeerstation A worden geleverd. Dit dekodeerstation B heeft verder drie uitgangen BO, B1, B2 waarop lokaal gegenereerde versies Y', CHR’(1) en CHR'(2) van de oorspronkelijke beeldsignalen Y, CHR(1) en CHR(2) optreden. Deze lokale beeldsignalen worden toegevoerd aan een monitor M.

In het kodeerstation A worden de drie beeldsignalen Y, CHR(1) en CHR(2) in respektievelijke analoog-digitaal omzetters 1(1), 1(2), 1(3) bemonsterd met geschikt gekozen bemonsterfrequenties fy en fCHR en de aldus verkregen monsters omgezet in bijvoorbeeld 8 bits PCM-woorden, in het hierna volgende in zijn algemeenheid beeldsignaalmonsters genoemd maar waarbij meer in het bijzonder de monsters van het helderheidssignaal Y, helderheidsmonsters en die van elk van de kleurverschilsignalen, kleurverschilmonsters zullen worden genoemd. Verondersteld zal worden dat fy=54 MHz en fCHR= 13,5 MHz, zodat de verhouding N=fy/fCHR=4. Deze analoog-digitaal omzetters leveren zo de respektievelijke digitale beeldsignalen DY, DCHR(1) en DCHR(2). De digitale kleurverschilsignalen DCHR(1) en DCHR(2) worden onderworpen aan een vertikale declinatie operatie in vertikale decimerende filterinrichtingen 2(1) en 2(2) die een decimatie faktor R=2 bezitten. Zij onderdrukken telkens alle kleurverschilmonsters van één van twee opeenvolgende beeldlijnen van een raster en leveren zodoende digitale hulpkleurverschilsignalen CH(1) en CH(2).

Het digitale helderheidssignaal en de beide digitale hulpkleurverschilsignalen worden toegevoerd aan respektievelijke ingangen 3(1), 3(2) en 3(3) van een verdelerschakeling 3 die is voorzien van twee hulpbeeldsignaaluitgangen 3(4) en 3(5). Deze verdelerschakeling zal nader worden beschreven in paragraaf D(3). Hier zij slechts opgemerkt dat deze verdelerschakeling op elk van zijn hulpbeeldsignaaluitgangen een hulpbeeldsignaal AP(1) respektievelijk AP(2) levert.

Op elk van de hulpbeeldsignaaluitgangen 3(4), 3(5) is een redudantieverminderende kodeerschakeling 4(.) aangesloten. Deze wordt gevormd door een cascadeschakeling van een transformatie-inrichting 5(.) en een koder 6(.}. De transformatie-inrichting 5(.) is ingericht voor het uitvoeren van een twee-dimensionale voorwaartse Q*Q transformatie; bijvoorbeeld een Discrete Cosinus Transformatie (afgekort DCT). Het is gebruikelijk om Q gelijk te kiezen aan acht. Dit gebruik zal ook hier worden gevolgd. Van een dergelijke transformatie-inrichting zijn in de literatuur vele voorbeelden beschreven; zie bijvoorbeeld referentie 4. In zijn algemeenheid kan hier worden opgemerkt dat zo'n transformatie-inrichting telkens een twee-dimensionale matrix van 8*8 beeldsignaalmonsters omzet in een matrix van 8*8 zogenaamde coëfficiënten. De koder 6(.) ontvangt de 64 aldus verkregen coëfficiënten en kodeert deze op een geschikte wijze; bijvoorbeeld op de wijze zoals uitvoerig is beschreven in referentie 2 en zet telkens een matrix coëfficiënten om in een blok seriële bits. De aldus uitgevoerde redundantieverminderende kodeerschakelingen 4(.) leveren zo de eerder genoemde kanaalsignalen Z^(n) en Z2(n).

In het dekodeerstation B worden de door de demodulatoren MOD-^ geleverde lokale kanaalsignalen Z!j(n) en Z£(n) toegevoerd aan redundantieherstellende dekodeerschakelingen 7(.). Zij worden beide gevormd door een cascadeschakeling van een dekoder 8(.) en een transformatie-inrichting 9(.}. De dekoder reconstrueert uit de ontvangen lokale kanaalsignalen telkens een matrix van 64 coëfficiënten. Deze matrix wordt in de transformatie-inrichting 9{.) onderworpen aan een twee-dimensionale Inverse 8*8 transformatie (in dit geval bijvoorbeeld een inverse Discrete Cosinus Transformatie) waardoor elke matrix van coëfficiënten wordt omgezet in een matrix van 8*8 beeldsignaalmonsters. Deze worden als lokaal hulpbeeldsignaal AP'(1) respektievelijk AP'(2) toegevoerd aan ingangen 10(4) en 10(5) van een herrangschikkingsschakeling 10 die daarop een operatie uitvoert die invers is aan de operatie die door de verdelerschakeling 3 wordt uitgevoerd. Deze herrangschikkingsschakeling levert zodoende aan zijn uitgangen 10(1), 10(2), 10(3) respektievelijk een lokaal digitaal helderheidssignaal DY', een lokaal digitaal hulpkleurverschilsignaal CH'(1) en een lokaal digitaal hulpkleurverschilsignaal CH'(2). De beide lokale digitale hulpkleurverschilsignalen worden in vertikaal interpolerende filterinrichtingen 11 (.) onderworpen aan een vertikale interpolatie-operatie, waarbij de interpolatiefaktor R gelijk is aan de decimatie faktor, dus in dit geval twee. Deze operatie is aldus invers aan de vertikale decimerende operatie en reconstrueert voor elk raster alle niet overgedragen kleurverschilmonsters van één van twee opeenvolgende beeldlijnen. Zij leveren zodoende de lokale digitale kleurverschilsignalen DCHR'(1) en DCHR'(2). Het lokale digitale helderheidssignaal DY' alsmede de lokale digitale kleurverschilsignalen DCHR'(1) en DCHR'(2) worden aan respektievelijke digitaal-analoog omzetters 12(.) toegevoerd en omgezet in lokale analoge beeldsignalen Y1, CHR'(1) en CHR'(2) die worden toegevoerd aan de monitor M.

D(3) De verdelerschakeling

In figuur 2 zijn schematisch enige tijddiagrammen aangegeven ter toelichting van de werking van de verdelerschakeling 3 voor het verdelen van beeldsignalen van hoge definitie televisiebeelden. Zoals reeds is opgemerkt bestaan dergelijke televisiebeelden uit 1250 beeldlijnen. Verondersteld zal worden dat elk zo'n televisiebeeld door de videobron PS wordt geleverd in de vorm van twee op elkaar volgende geïnterlinieerde rasters, waarbij elk raster 625 beeldlijnen omvat. In figuur 2 zijn bij A door middel van blokken de opeenvolgende beeldlijnen van de twee opeenvolgende rasters Rffi en Rm+^ van een beeld aangegeven. Deze beeldlijnen zijn voor elk raster genummerd L1 tot en met L625 en hebben een duur T (= 32 psec). Zoals bekend bevatten niet alle beeldlijnen van een raster beeldsignalen. Verondersteld zal worden dat alleen de beelijnen L1 tot en met L576 van een raster beeldsignalen bevatten en deze beeldlijnen zullen de actieve beeldlijnen van een raster worden genoemd. De overige beeldlijnen van een raster zullen worden aangeduid met passieve beeldlijnen. Deze actieve beeldlijnen zijn bij A in figuur 2 voorzien van de inscriptie AC. Bij B in figuur 2 zijn door middel van de inscriptie Y aangegeven die actieve beeldlijnen waarvan helderheidsmonsters aan de ingang 3(1) van de verdelerschakeling worden toegevoerd. Bij C zijn verder door middel van de inscriptie CH(1) aangegeven die actieve beeldlijnen waarvan kleurverschilmonsters van het kleurverschilsignaal CH(1) worden toegevoerd aan de ingang 3(2) van de verdelerschakeling en bij D tenslotte zijn door middel van de inscriptie CH(2) aangegeven die actieve beeldlijnen waarvan kleurverschilmonsters van het kleurverschilsignaal CH(2) worden toegevoerd aan de ingang 3(3) van de verdelerschakeling. Opgemerkt zij dat in het hier beschouwde geval de ingangen 3(2) en 3(3) van de verdelerschakeling alleen kleurverschilmonsters ontvangen van de oneven beeldlijnen.

Elke beeldlijn (duur 32 psec) heeft een lengte die correspondeert met 1728 bemonsterperioden Ty=1/fy. Elke actieve beeldlijn omvat een actief lijndeel en passieve lijndelen. Het actieve lijndeel is dat deel waar beeldsignalen kunnen optreden, terwijl in de passieve delen geen beeldsignalen, maar bijvoorbeeld wel lijnsynchronisatiepulsen, rastersynchronisatiepulsen en frame synchronisatiepulsen kunnen optreden. Het actieve lijndeel begint en eindigt normaal gesproken een eerste respektievelijk een tweede voorafbepaalde tijd na het optreden van de lijnsynchronisatiepuls. Verondersteld zal -’crden dat de eerstgenoemde tijd correspondeert met 160 perioden Ty en de genoemde tweede tijd met 160+1408 perioden Ty. Het andere woorden het actieve lijndeel heeft een lengte van 1408 bemonsterperioden Ty.

Elk beeldlijn met inscriptie Y van het bij B in figuur 2 weergegeven tijddiagram symboliseert een reeks van 1728 helderheidsmonsters waarbij alleen die helderheidsmonsters van de actieve delen van de actieve lijnen in principe een waarde hebben die ongelijk is aan nul. Zo'n beeldlijn is op kleiner schaal weergegeven in het tijddiagram E. De 1728 helderheidsmonsters van deze reeks worden door de verdelerschakeling opgedeeld in 1728/Q =216 groepen van elk Q=8 helderheidsmonsters. Die groepen die in principe niet-nul zijnde helderheidsmonsters van het actieve deel van een actieve beeldlijn bevatten zullen luminantiegroepen worden genoemd. In het tijddiagram E zijn deze luminantiegroepen achtereenvolgens van de inscriptie tot en met Y176 voorzien en de overige groepen die in principe nul zijnde helderheidsmonsters bevatten zijn achtereenvolgens voorzien van de inscriptie 0^ tot en met O^q. Opgemerkt zij dat zo'n groep optreedt in een tijdsinterval Tq = 8Ty.

Elk van de beeldlijnen met inscriptie CH(1) en CH(2) van de tijddiagrammen C en D symboliseert een reeks van 432 kleurverschilmonsters die optreden met een snelheid van 13,5 MHz waarbij ook nu alleen die kleurverschilmonsters van de actieve delen van de actieve lijnen in principe een waarde hebben die ongelijk nul is. Deze beeldlijnen zijn op kleinere schaal weergegeven in de tijddiagrammen F en G. Elk zo'n reeks van 432 kleurverschilmonsters wordt door de verdelerschakeling opgedeeld in 432/Q = 54 groepen van elk Q = 8 kleurverschilmonsters. Die groepen die in principe niet-nul zijnde kleurverschilmonsters van het actieve deel van een actieve beeldlijn bevatten, zullen chrominantiegroepen worden genoemd. In tijddiagrammen F

zijn deze chrominantiegroepen achtereenvolgens aangeduid met CHd)^ tot en met CH(1)44 terwijl de overige groepen met P1 tot en met P^q zijn aangegeven. Op overeenkomstige wijze zijn in tijddiagram G de chrominantiegroepen achtereenvolgens aangeduid met CH(2)^ tot en met CH(2)^4 en de overige groepen met tot en met S-jq.

De verdelerschakeling voert nu van telkens 2N=8 opeenvolgende luminantiegroepen én 4/R=2 chrominantiegroepen vier luminanliegroepen én één chrominantiegroep naar elk van de twee hulpbeeldsignaaluitgangen 3(4) en 3(5). Heer in het bijzonder voert hij de opeenvolgende luminantiegroepen van een beeldlijn afwisselend toe aan de ene en de andere uitgang 3(4) respektievelijk 3(5) en telkens nadat 2N(=8) luminantiegroepen zijn verdeeld, wordt aan elke uitgang één chrominantiegroep toegevoerd. Een en ander is in de tijddiagrammen H en I van figuur 2 schematisch weergegeven. Meer in het bijzonder toont het tijddiagram H de groepen die optreden aan hulpbeeldsignaaluitgang 3(4) en het tijddiagram I de groepen die optreden aan hulpbeeldsignaaluitgang 3(5). Door deze verdeling van de luminantie- en chrominantiegroepen over de beide hulpbeeldsignaaluitgangen staat nu elk zo'n uitgang gedurende een tijdinterval 2Tq ter beschikking om de acht beeldsignaalmonsters van een groep over te brengen naar de transformatie-inrichting 4(.). Aan de hulpbeeldsignaaluitgangen 3(4) en 3(5) treden nu alle beeldsignaalmonsters op met een snelheid van 27 MHz. Dit is de helft van de snelheid waarmee de helderheidsmonsters aan de ingang 3(1) optreden. Weliswaar betekent dit een verdubbeling van de snelheid waarmee de kleurverschilmonsters aan de uitgang van de analoog-digitaal-omzetters 1(2) en 1(3) optreden, maar is deze snelheid van 27 MHz beneden de toegestane snelheid van 30 MHz die door de transformatie-inrichting 4(.) wordt voorgeschreven.

De bovengenoemde verdeling van de groepen beeldsignaalmonsters kan met inachtneming van het bovenstaande op verschillende wijze geschieden, waarbij de verdeling van de luminantiegroepen over de beide uitgangen onafhankelijk is van de verdeling van de chrominantiegroepen.

De verschillende verdelingsmogelijkheden voor de luminantiegroepen zullen aan de hand van de figuren 3A tot en met 3D nader worden aangegeven. Meer in het bijzonder is in elk van deze figuren 3A-3D een raster van een televisiebeeld aangegeven. Dit raster bestaat uit 576 zichtbare beeldlijnen Li met i=1,2,3, ... 576 en elke beeldlijn is opgedeeld in 176 luminantiegroepen Yr met r=1,2,3, ...

176.

De verdeling van de luminantiegroepen over de beide hulpbeeldsignaaluitgangen 3(4) en 3(5) kan nu op de in figuur 3A aangegeven wijze zodanig geschieden dat telkens van elke beeldlijn de luminantiegroepen met onevenrangnummer r worden toegevoerd aan de hulpbeeldsignaaluitgang 3(4) en die met even rangnummer r aan de hulpbeeldsignaaluitgang 3(5). In figuren 3A-3D zijn deze uitgangen kortheidshalve met de cijfers 4 en 5 aangeduid. Met andere woorden, wordt een luminantiegroep Yr van beeldlijn Li toegevoerd aan hulpbeeldsignaaluitgang 3(5), dan staat in het betreffende vak het cijfer 5. Wordt hij toegevoerd aan hulpbeeldsignaaluitgang 3(4), dan staat in het betreffende vak het cijfer 4. Deze verdeling van de luminantiegroepen zal eerste luminantieverdelingsmode worden genoemd en deze is in figuur 3A aangeduid als Y-mod 1.

Een tweede luminantieverdelingsmode is aangegeven in figuur 3B en aldaar aangeduid met Y-mod 2. Daarbij worden de luminantiegroepen zodanig over de beide uitgangen verdeeld dat de uitgang 3(4) telkens de even luminantiegroepen ontvangt en uitgang 3(5) alleen de oneven luminantiegroepen.

Bij een derde luminantieverdelingsmode worden telkens van twee opeenvolgende beelden de luminantiegroepen van het ene beeld onderworpen aan de eerste luminantieverdelingsmode Y-mod 1 en worden de luminantiegroepen van het andere beeld onderworpen aan de tweede luminantieverdelingsmode Y-mod 2.

Een vierde luminantieverdelingsmode is aangegeven in figuur 3C en aldaar aangeduid met Y-mod 4. Daarbij worden telkens Q/2=4 opeenvolgende beeldlijnen van een raster beschouwd als een beeldlijnenblok. De 576 zichtbare lijnen van een raster kunnen in 144 van dergelijke beeldlijnenblokken worden opgedeeld. In figuur 3C zijn deze beeldlijnenblokken aangeduid met B1, B2, ... B144. Verder worden de luminantiegroepen van de beeldlijnenblokken B1, B3, ... met oneven rangnummer onderworpen aan de eerste luminantieverdelingsmode Y-mode 1 en worden de luminantiegroepen van de beeldlijnenblokken B2, B4, ... met even rangnummer onderworpen aan de tweede luminantieverdelingsmode Y-mod 2.

Een vijfde luminantieverdelingsmode is aangegeven in figuur 3D en aldaar aangeduid met Y-mod 5. Deze luminantieverdelingsmode verschilt daarin van de vierde luminantieverdelingsmode dat de beeldlijnenblokken B1, B3, ... met oneven rangnummer nu worden onderworpen aan de tweede luminantieverdelingsmode Y-mod 2 en de beeldlijnenblokken B2, B4, ... met even rangummer aan de eerste luminantieverdelingsmode.

Bij een zesde lu^antieverdelingsmode worden telkens van twee opeenvolgende beelden het ene beeld onderworpen aan de vierde luminantieverdelingsmode Y-mod 4 en het andere beeld aan de vijfde luminantieverdelingsmode Y-mod 5.

Welk van de bovenbeschreven luminantieverdelingsmodes in een concreet geval moet worden gekozen wordt enerzijds bepaald door de beeldkwaliteit die aan de ontvangstzijde gewenst wordt en anderzijds de prijs van het systeem. De invloed van de verschillende luminantieverdelingsmodes op de beeldkwaliteit in het ontvangerstation kan het beste worden onderzocht door na te gaan in welke mate de beeldkwaliteit afneemt als één van beide ingangen 10(4) of 10(5) van de herrangschikkingsschakeling 10 in het dekodeerstation B (zie figuur 1) geen signaal ontvangt. Stel dat dat 10(5) is. Omdat deze ingang 10(5) alle luminantiegroepen ontvangt die aan de uitgang 3(5) van de verdelerschakeling optreden, betekent dit, dat al die luminantiegroepen die in de figuren 3A-3D met 5 zijn aangegeven, géén bijdragen leveren aan het beeld op monitor M. In het geval van de eerste of de tweede luminantieverdelingsmode betekent dit dat het beeld vertikale donkere strepen vertoont. Bij gebruik van de derde luminantieverdelingsmode Y-mod 3 verdwijnen deze donkere strepen doordat dan, weliswaar met de halve beeldfrequentie, zowel de luminantiegroepen met even, als die met oneven rangnummer aan de ingang 10(4) van de herrangsschikkingsschakeling worden toegevoerd. Bij gebruik van de in figuur 3C aangegeven vierde luminantieverdelingsmode Y-mod 5 of de in figuur 3D aangegeven vijfde luminantieverdelingsmode zal het beeld op monitor M donkere vlakken vertonen overeenkomstig de verdelings van de donkere vlakken op een schaakbord. Deze donkere vlakken verdwijnen door gebruik te maken van de zesde luminantieverdelingsmode, waardoor telkens na twee beelden alle luminantiegroepen éénmaal aan de ingang 10(4) van de herrangschikkingsschakeling zijn toegevoerd.

Λ Λ /·. >

Zoals reeds is opgemerkt kan de verdeling van de chrominantiegroepen worden uitgevoerd onafhankelijk van de gekozen luminantieverdelingsmode. De verschillende verdelingsmogelijkheden voor de chrominantiegroepen zullen aan de hand van de figuren 4A tot en met 4F nader worden aangegeven. Evenals in de figuren 3A tot en met 3D is in elk van deze figuren 4A tot en met 4F een raster van een televisiebeeld aangegeven bestaande uit 576 zichtbare beeldlijnen Li met i=1,2, ... 576 en elke oneven beeldlijn is opgedeeld in 44 chrominantiegroepen CH(1)_ 5 met s=1,2,3, ... 44 én 44 chrominantiegroepen CH(2)s (zie ook figuur 2).

Omdat in het hier beschouwde geval gelijktijdig bij het optreden van een chrominantiegroep CH(1)S een chrominantiegroep CH(2)S optreedt zullen deze groepen worden beschouwd als een eenheid.

Een dergelijke eenheid zal worden aangeduid met het in figuur 4G aangegeven symbool dat wordt gevormd door een rechthoek die door een diagonaal in twee driehoeken is verdeeld. In elk van deze driehoeken zal óf het cijfer 4 of het cijfer 5 worden geplaatst. Het cijfer in de driehoek links van de diagonaal geeft de uitgang 3(.) van de verdelerschakeling aan waar de chrominantiegroep CH(1)S aan wordt toegevoerd en het cijfer in de driehoek rechts van de diagonaal geeft de uitgang 3{.) van de verdelerschakeling aan waar de chrominantiegroep CH(2)S aan wordt toegevoerd.

De verdeling van de chrominantiegroepen over de beide uitgangen 3(4) en 3(5) kan nu op de in figuur 4A aangegeven wijze zodanig geschieden dat telkens van elke relevante beeldlijn de chrominantiegroepen CH(1)_ worden toegevoerd aan uitgang 3(4) en de bijbehorende chrominantiegroepen CH(2)S aan de uitgang 3(5). Deze verdeling van de chrominantiegroepen zal eerste chrominantieverdelingmode worden genoemd en worden aangeduid met CH-mod 1.

Een tweede chrominantieverdelingsmode is aangegeven in figuur 4B en zal worden aangeduid met CH-mod 2. Hij verschilt daarin van de eerste chrominantieverdelingsmode dat de chrominantiegroepen CH(1)S nu worden toegevoerd aan de uitgang 3(5) en de chrominantiegroepen CH(2)s aan de uitgang 3(4).

Bij een derde chrominantieverdelingsmode worden telkens van twee opeenvolgende beelden de chrominantiegroepen van het ene beeld onderworpen aan de eerste chrominantieverdelingsmode CH-mod 1 en die van het andere beeld aan de tweede chrominantieverdelingsmode CH-mod 2.

Een vierde chrominantieverdelingsmode is aangegeven in figuur 4C en zal worden aangeduid met CH-mod 4. Daarbij worden telkens de chrominantiegroepen CH(1)S met oneven rangnummer s toegevoerd aan de uitgang 3(4) terwijl gelijktijdig de chrominantiegroepen CH(2)_ met oneven rangnummer s worden toegevoerd aan uitgang 3(5). Omgekeerd worden de chrominantiegroepen CH(1)S met een even rangnummer s toegevoerd aan 3(5), terwijl gelijktijdig de chrominantiegroepen CH(2)_ met even rangnummer s worden toegevoerd aan uitgang 3(4).

Een vijfde chrominantieverdelingsmode CH-mod 5 is aangegeven in figuur 4D. Hij verschilt daarin van de vierde chrominantieverdelingsmode CH-mod 4 dat de chrominantiegroepen CH(1)_ met oneven rangnummer nu worden toegevoerd aan uitgang 3(5), die met even rangummers aan uitgang 3(4), terwijl de chrominantiegroepen CH(2)_ met oneven rangnummer worden toegevoerd aan uitgang 3(4) en die δ met even rangnummer s aan uitgang 3(5).

Bij een zesde chrominantieverdelingsmode CH-mod 6 worden telkens van twee opeenvolgende beelden de chrominantiegroepen van het ene beeld onderworpen aan de vierde chrominantieverdelingsmode CH-mod 4 en die van het andere beeld aan de vijfde chrominantieverdelingsmode CH-mod 5.

Een zevende chrominantieverdelingsmode CH-mod 7 is aangegeven in figuur 4E. Daarbij worden telkens Q (=8) opeenvolgende beeldlijnen van een raster beschouwd als een hulpbeeldlijnenblok. Een TV-beeld kan worden opgedeeld in 72 van dergelijke hulpbeeldlijnenblokken.

In figuur 4E zijn deze blokken aangeduid met BB1, BB2 ... BB72. De chrominantiegroepen van de hulpbeeldlijnenblokken met oneven rangnummer (BB1, BB3 ... BB71) worden onderworpen aan de vierde chrominantieverdelingsmode CH-mod 4 en de chrominantiegroepen van de hulpbeeldlijnenblokken met even rangnummer (BB2, BB4 ...BB72) worden onderworpen aan de vijfde chrominantieverdelingsmode CH-mod 5.

Een achtste chrominantieverdelingsmode CH-mod 8 is aangegeven in figuur 4F en verschilt daarin van de zevende chrominantieverdelingsmode CH-mod 7 dat de hulpbeeldlijnenblokken met oneven rangummer (BB1, BB3 ... BB71) nu worden onderworpen aan de vijfde chrominantieverdelingsmode CH-mod 5 en de hulpbeeldlijnenblokken met even rangnummer (BB2, BB4, ... BB72) aan de vierde chrominantieverdelingsmode CH-mod 4.

Bij een negende chrominantieverdelingsmode CH-mod 9 worden van telkens twee opeenvolgende beelden de chrominantiegroepen van het ene beeld onderworpen aan CH-mod 7 en die van het andere beeld aan CH-mod 8.

Welke van bovenbeschreven chrominantieverdelingsmodes in een concreet geval het beste kan word ra :;en hangt ook nu enerzijds af van de gewenste beeldkwaliteit en anderzijds van de prijs van het systeem. Ten aanzien van de beelkwaliteit zijn de opmerkingen van toepassing die gemaakt zijn in verband met de verschillende luminantieverdelingsmodes. Bij het ontbreken van één van de twee lokale hulpbeeldsignalen AP'(1) of AP'(2) aan de ontvangzijde {zie figuur 1) wordt de hoogst mogelijke beeldkwaliteit op monitor M bereikt bij toepassing van de zesde luminantieverdelingsmode y-mod 6 en de negende chrominantieverdelingsmode CH-mod 9.

Een uitvoeringsvoorbeeld van de verdelerschakeling 3 is weergegeven in figuur 5. Deze verdelerschakeling is in het bijzonder ingericht voor het uitvoeren van de luminantieverdelingsmode Y-mod 6 en de chrominantieverdelingsmode CH-mod 3. Voor het verdelen van de helderheidsmonsters zijn op de ingang 3(1) twee bufferschakelingen 3.01(1) en 3.01(2) aangesloten die elk als fifo kunnen worden uitgevoerd. Zij worden bestuurd door schrijfpulsen clwy die optreden met de bemonsterfrequentie fy, door schrijfenable signalen WE(1) en WE(2), door leesenable signalen RE(1) en RE(2), alsmede door leespulsen clïy waarvan zal worden verondersteld dat die optreden met een frequentie van 27 MHz. Van de met een frequentie van 54 MHz aan de ingang 3(1) optredende helderheidsmonsters worden telkens afwisselend Q=8 monsters in het ene en 8 monsters in het andere fifo geschreven onder bestuur van de schrijfpulsen clwy en de schrijfenable signalen WE(.). In het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld zijn de leesenable signalen RE(.) voortdurend positief, wat betekent dat zij het lezen van monsters uit het fifo niet blokkeren. Ingevolge elke leespuls clry wordt dan een helderheidsmonster uit een fifo gelezen. De uitgang van fifo 3.01(1) is verbonden met de ingang 3.31(1) van een multiplexer schakeling 3.30(1) en de uitgang van fifo 3.01(2) is verbonden met de ingang 3.31(2) van een multiplexerschakeling 3.30(2).

De schrijfenable signalen WE(.) kunnen worden opgewekt wet behulp van de in figuur 6 weergegeven stuurschakeling. Deze omvat meer in het bijzonder een modulo-8-teller 3.10 die de schrijfpulsen (54 MHz) clWy ontvangt en die telkens bij het optreden van een voorafbepaalde telstand een “toggle puls" afgeeft aan een zogenaamde toggle flip flop 3.11 waarvan het uitgangssignaal bijvoorbeeld het schrijfenable signaal WE(1) voorstelt en een door middel van een inverter 3.12 jeinverteerde versie het schrijfenable signaal WE(2). Cm ervoor te zorgen dat deze schrijfenable signalen aan het begin van elke beeldlijn en het begin van elk beeld de juiste waarde hebben is deze toggle flip flop van het set-reset type gekozen bijvoorbeeld de Signetics SN 7473. Behalve op de door de modulo-8-teller 3.10 geleverde toggle pulsen reageert deze flip flop op zogenaamde set-reset pulsen die hij ontvangt aan een set-reset-ingang SR. In het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld worden deze set-reset-pulsen geleverd door een OF-poort 3.13. Via een eerste ingang ontvangt deze de uitgangspulsen van een toggle flip flop 3.14 die wordt gestuurd door een modulo-4-teller 3.15 die pulsen H ontvangt die optreden met de lijnfrequentie die voor hoge definitie televisiebeelden met 1250 lijnen per beeld ongeveer gelijk is aan 32 KHz. Deze modulo-4-teller 3.15 levert telkens bij het optreden van een voorafbepaalde bestand een "toggle pulse" voor toggle flip flop 3.14. Via een tweede ingang ontvangt OF poort 3.13 uitgangspulsen van een toggle flip flop 3.16 die beeldsynchronisatiepulsen FP (25 Hz) aan zijn ingang ontvangt. Op deze wijze wordt bereikt dat de toggle flip flop 3.11 telkens na vier beeldlijnen van het raster en na telkens twee rasters in een gedefinieerde beginstand wordt gezet. Deze stuurschakeling omvat verder nog een frequentiedeler 3.17 die de schrijfpulsen clwy (54 MHz) ontvangt en deelt door een faktor 2. Hij levert zodoende klokpulsen Cl, de leespulsen clry en verdere schrijfpulsen clw£, die optreden met een frequentie van 27 MHz.

Voor het verdelen van de kleurverschilmonsters van de beide hulpkleurverschilsignalen CH(1) en CH(2) zijn op elk van de ingangen 3(2) en 3(3) van de verdelerschakeling 3 twee registers 3.04(1) en 3.04(2) respektievelijk 3.04(3) en 3.04(4) aangesloten. In het bijzonder kunnen hiervoor worden genomen registers van het type met een 3-state output bijvoorbeeld de Signetics SN 74374. Hoewel dergelijke registers algemeen bekend zijn, zij opgemerkt dat dergelijke registers door middel van een logisch output enable signaal 0E(.) zodanig kunnen worden gestuurd dat de uitgang de logische waarde "1" of de logische waarde "0" kan aannemen, bijvoorbeeld als 0E(.) de logische waarde "Γ heeft, dan wel dat de inwendige weerstand gezien vanaf de uitgang een zeer hoge waarde aanneemt bijvoorbeeld als OE(.)=0. Deze laatste eigenschap maakt het mogelijk om uitgangen van dergelijke registers direkt met elkaar te verbinden om zodoende een wired OR-schakeling te verkrijgen. Meer in het bijzonder zijn de uitgangen van de registers 3.04(1) en 3.04(3) met elkaar en met de ingang 3.32(1) van de multiplexerschakeling 3.30(1) verbonden, terwijl de uitgangen van de registers 3.04(2) en 3.04(4) met elkaar en met de ingang 3.32(2) van multiplexerschakeling 3.30(2) zijn verbonden.

Behalve door de output enable signalen 0E(.) worden de registers 3.04(.) bestuurd door schrijfpulsen clw^ die optreden met de bemonsterfrequentie f = 13,5 MHz. Op deze wijze wordt bereikt dat een aan de ingang 3(2) of 3(3) optredende kleurverschilmonster onder bestuur van een schrijfpuls clw^ in de betreffende registers wordt opgenomen, maar slechts ter beschikking staat aan de uitgang van dat register waarvan op dat moment het logische output enable signaal de waarde "1" heeft. In het hier gekozen uitvoeringsvoorbeeld wisselen deze logische output enable signalen slechts van waarde met de beeldfrequentie. Volledigheidshalve is een uitvoeringsvoorbeeld van de hier benodigde stuurschakeling voor het opwekken van de output enable signalen weergegeven in figuur 7. Deze omvat een toggle flip flop 3.20 die de met een frequentie van bijvoorbeeld 25 Hz optredende beeldsynchronisatiepulsen FP ontvangt. Het uitgangssignaal van deze flip flop 3.20 wordt als logisch output enable signaal 0E(1) en 0E(4) direkt toegevoerd aan de registers 3.04(1) en 3.04(4). De door middel van de inverter 3.21 logisch geïnverteerde versie van dit uitgangssignaal wordt als logisch output enable signaal 0E(2) en 0E(3) toegevoerd aan de respektievelijke registers 3.04(2) en 3.04(3).

De multiplexerschakelingen 3.30(.) zijn op overeenkomstige wijze opgebouwd en omvatten elk een eerste of luminantieregister 3.33(.) en een tweede of chrominantieregister 3.34(.) die beide als 3-state output fifo's zijn uitgevoerd. De uitgangen van deze twee registers zijn aangesloten op de uitgang 3(4) of 3(5) van de verdelerschakeling. Het luminantieregister 3.33(.) is met zijn ingang aangesloten op de ingang 3.31(.) van de multiplexerschakeling en heeft een capaciteit die tenminste gelijk is aan het aantal helderheidsmonsters van het actieve deel van een actieve beeldlijn. Dit luminantieregister 3.33(.) wordt gestuurd door schrijfpulsen clw£ die evenals de leespulsen clry optreden met een frequentie van 27 MHz; door een schrijfenable signaal WEy dat aangeeft welke van de aangeboden helderheidsmonsters in het register gelezen mogen worden; een leesenable signaal REy dat aangeeft wanneer er helderheidsmonsters uit dit luminantieregister 3.33(.) mogen worden gelezen. De snelheid waarmee helderheidsmonsters uit dit luminantieregister worden gelezen wordt bepaald door die leespulsen clry die optreden met een snelheid van 27 MHz en die een EN-poort 3.35, die door het leesenable signaal REy wordt gestuurd, passeren.

Het schrijfenable signaal WEy activeert de schrijfoperatie van het luminantieregister 3.33(.) alleen voor die helderheidsmonsters die genomen zijn van het actieve deel van een actieve beeldlijn. Door het leesenable signaal REy wordt de leesoperatie afwisselend gedurende tweeëndertig klokpulsperioden van kloksignaal cl geactiveerd en gedurende de daarop volgende Q=acht klokpulsperioden gedeactiveerd, zodat na elkaar vier luminantiegroepen aan de uitgang 3(4) worden toegevoerd.

Het chrominantieregster 3.34(.) is met zijn ingang aangesloten op de ingang 3.32(.) van de multiplexerschakeling en heeft een capaciteit die tenminste gelijk is aan het aantal kleurverschilmonsters dat van het actieve deel van een beeldlijn wordt genomen. Dit chrominantieregister wordt gestuurd door schrijfpulsen clw^ die optreden met een snelheid van 13,5 MHz; door een schrijfenable signaal WE^ dat evenals het schrijfenable signaal WEy van luminantieregister 3.33(.) aangeeft welke van de aangeboden kleurverschilmonsters in het chrominantieregister gelezen mogen worden. Verder wordt dit chrominantieregister gestuurd door een leesenable signaal RE^ dat aangeeft wanneer er kleurverschilmonsters uit dit chrominantieregister 3.34(.) mogen worden gelezen. De snelheid waarmee dit gebeurt, wordt bepaald door leespulsen clr^ die optreden met een snelheid van 27 MHz en die door middel van een EN-poort 3.36 van het leesenable signaal RE^ en het 27 MHz kloksignaal cl worden afgeleid.

Ook nu worden meer in het bijzonder alleen die kleurverschilmonsters in het chrominantieregister 3.34(.) geschreven die genomen zijn van het actieve deel van een actieve beeldlijn. Het leesenable signaal REch stelt het chrominantieregister 3.34(.) in staat om telkens als de leesoperatie van het luminantieregister is gedeactiveerd Q=acht kleurverschilmonsters (corresponderende met één chrominantiegroep) van dit chrominantieregister te lezen en aan de uitgang 3(4) of 3(5) toe te voeren. Hierdoor wordt bereikt dat zowel aan de uitgang 3(4) als aan de uitgang 3(5) van deze verdelerschakeling afwisselend vier luminantiegroepen en één chrominantiegroep optreden.

De verschillende leesenable en schrijfenable signalen voor deze registers 3.33(.) en 3.34(.) kunnen worden opgewekt met behulp van een stuurcircuit dat kan zijn opgebouwd op de wijze zoals aangegeven in figuur 8.

Dit stuurcircuit omvat een tellerschakeling 3.40 die de klokpulsen cl (27 MHz) ontvangt en die telkens bij het optreden van en lijnsynchronisatiepuls H wordt gereset. Deze tellerschakeling levert een logische "1" bij de tellerstanden 160/2 = 80 tot en met 784 (=1408/2+80). Bij de overige telstanden levert hij een logische waarde M0". Deze teller definieert aldus het eerder genoemde actieve deel van een actieve beeldlijn. Dit stuurcircuit is verder nog voorzien van een lijntellerschakeling 3.41 die de lijnsynchronisatiepulsen ontvangt als telpulsen en die telkens door een beeldsynchronisatiepuls FP wordt gereset. Deze tellerschakeling 3.41 levert een logische waarde "1" zolang zijn telstand correspondeert met actieve beeldlijnen. Dit zijn voor hoge definitietelevisie de beeldlijnen 1 tot en met 576 van elk raster. De door de beide tellerschakelingen 3.40 en 3.41 geleverde logische waarden worden toegevoerd aan een OF-poort 3.42 aan de uitgang waarvan een logisch signaal optreedt dat als schrijfenable signaal WEy wordt toegevoerd aan het luminantieregister 3.33(.) en dat als schrijfenable signaal WEcll wordt toegevoerd aan het chrominantieregister 3.34(.). De leesenable signalen REy en REch worden afgeleid van een modulo-40-tellerschakeling 3.43 die de klokpulsen cl (27 MHz) als telpulsen ontvangt en door elke beeldsynchronisatiepuls FP wordt gereset. Deze modulo-40-tellerschakeling 3.43 levert een logische waarde "1" voor elk van de telstanden 0 tot en met 31 en hij levert de logische waarde "0" voor elk van de telstanden 32 tot en met 39. Deze logische waarden worden direkt als leesenable signaal REy toegevoerd aan het luminantieregister 3.33(.), terwijl de door de inverter 3.44 geïnverteerde versie als leesenable signaal RE^ wordt toegevoerd aan het chrominantieregister 3.34(.).

Algemene opmerkingen

In de voorgaande paragraaf is uitvoering een uitvoeringsvoorbeeld van de verdelerschakeling 3 beschreven die kan worden toegepast in het kodeerstation A van figuur 1. Een uitvoeringsvoorbeeld van de herrangschikkingsschakeling die in het dekodeerstation B van figuur 1 kan worden toegepast, kan worden verkregen door in de verdelerschakeling die in figuur 4 is aangegeven de signaalrichting om te keren en de schrijf- en leesenable signalen respektievelijk de status van lees- en schrijfenable signaal te geven.

Ook zij opgemerkt dat er in het voorgaande vanuit is gegaan dat elk beeld is opgebouwd uit twee geïnterlinieerde rasters.

Zou dat niet het geval zijn dan moet voor het uitvoeren van de luminantieverdelingsmode Y-mod 6 elk beeld worden opgedeeld in beeldlijnenblokken van elk acht beeldlijnen en moet bijvoorbeeld de modulo-4-teller 3.15 die is toegepast in de stuurschakeling die in figuur 6 is weergegeven worden vervangen door een modulo-8-teller.

In figuur 2 is bij C respektievelijk D aangegeven dat de ingangen 3(2) en 3(3) van de verdelerschakeling alleen de kleurverschilmonsters van de oneven beeldlijnen ontvangt. Het zal duidelijk zijn dat er ook voor kan worden gekozen om alleen de kleurverschilmonsters van de even beeldlijnen aan deze ingangen toe te voeren. Ook is het eventueel mogelijk om zoals in referentie 1 is aangegeven van bijvoorbeeld de oneven beeldlijnen de kleurverschilmonsters van het kleurverschilsignaal CH(1) toe te voeren aan ingang 3(2) en van de even beeldlijnen de kleurverschilmonsters van het kleurverschilsignaal CH(2) toe te voeren aan ingang 3(3), of omgekeerd.

In de figuren 2, 3, 4 en 5 is uitgegaan van de veronderstelling dat de verhouding N tussen luminantie- en chrominantiebemonsterfrequentie gelijk is aan vier. Voor deze verhouding N kan echter ook een andere waarde worden genomen. Zo komt in de praktijk veelvuldig ook de waarde N=2 of de waarde N=3 voor.

Verder is er in de genoemde figuren 2, 3, 4 en 5 van uitgegaan dat de decimatiefaktor R gelijk is aan twee. Deze decimatiefaktor kan echter ook gelijk worden genomen aan 1. Ook kan er een waarde aan worden toegekend die groter is dan twee. Voor het geval dat R=1 bestaan de vertikale decimerende middelen slechts uit direkte verbindingen tussen de uitgangen van de analoog-digitaal omzetters 1(2) en 1(3) en de corresponderende ingangen 3(2) respektievelijk 3(3) van de verdelerschakeling 3. Ook de vertikale interpolerende middelen 11(1) en 11(2) kunnen dan worden gevormd door direkte verbindingen tussen de uitgangen 10(2) en 10(3) en de ingangen van de corresponderende digitaal-analoog omzetters 12(2) respektievleijk 12(3).

In bijvoorbeeld het geval dat N=3 en R=1 is de verdelerschakeling ingericht om telkens zes luminantiegroepen én 4 chrominantiegroepen te verdelen over de beide uitgangen 3(4) en 3(5).

Elke uitgang ontvangt dan drie van dergelijke luminantiegroepen met bijvoorbeeld telkens tussen twee van dergelijke luminantiegroepen één chrominantiegroep.

Claims (8)

1. Televisie-overdrachtsysteem voor de overdracht van drie digitale beeldsignalen, waaronder een helderheidssignaal DY en twee kleurverschilsignalen DCHR(1) en DCHR(2), over een transmissiemedium van een zenderstation naar een ontvangerstation, waarbij met elk van de kleurverschilsignalen een chrominantiebemonsterfrequentie fC{JR en met het helderheidssignaal een luminantiebemonsterfrequentie fy is geas’socieerd, waarbij fy een geheel veelvoud N is van de chrominantie-beroonsterfrequentie, van welk televisiesysteem het zenderstation is voorzien van: a) een kodeerstation bevatten: a(1) verticale decimerende middelen die de beide kleurverschilsignalen DCHR(1) en DCHR(2) ontvangt en zijn ingericht voor het uitvoeren van een verticale decimatie met een voorafbepaaldce decimatiefaktor R; ter opwekking van hulpkleurverschilsignalen CH(1), CH(2); a(2) tweede middelen die het helderheidssignaal, alsmede de beide hulpkleurverschilsignalen ontvangt ter opwekking van een eerste en een tweede hulpbeeldsignaal op respektievelijk een eerste en een tweede hulpbeeldsignaal-uitgang; a(3) een eerste en een tweede redundantieverminderende kodeerschakeling die respektievelijk het eerste en het tweede hulpbeeldsignaal ontvangen en een eerste respektievelijk een tweede kanaalsignaal leveren; b) derde middelen om de beide kanaalsignalen om te zetten in transmissiemediumsignalen en aan het transmissiemedium toe te voeren; en het ontvangerstation is voorzien van c) vierde middelen die koppelbaar zijn met het transmissiemedium, die zijn ingericht om de overgedragen transmissiemediumsignalen te ontvangen en daaruit het eerste en het tweede kanaalsignaal te regenereren; d) een dekodeerstation bevattende: d(1) een eerste en een tweede redundantieherstellende dekodeerschakeling die het eerste respektievelijk het tweede geregenereerde kanaalsignaal ontvangt en omzet in een lokaal eerste respektievelijk tweede hulpbeeldsignaal; d(2) vijfde middelen die de beide lokale hulpbeeldsignalen ontvangt en omzet in een lokaal helderheidssignaal en twee lokale hulpkleurverschilsignalen; d(3) verticale interpolerende middelen die de beide lokale hulpkleurverschilsignalen ontvangt en die zijn ingericht voor het uitvoeren van een verticale interpolatie met een faktor R die gelijk is aan de decimatiefaktor; met het kenmerk dat: - de redundantieverminderende kodeerschakeling is ingericht voor het uitvoeren van r" · voorwaartse twee-dimensionale Q*Q transformatie; - de eerste middelen zijn ingericht om een verdelingsoperatie uit te voeren waarin monsters van het helderheidssignaal DY, alsmede van de beide hulpkleurverschilsignalen CH(1), CH(2) worden opgedeeld in luminantie- respektievelijk chrominatiegroepen met Q monsters per groep, van telkens een even aantal opvolgende luminantiegroepen én een even aantal chrominantiegroepen, de ene helft van dat aantal luminantiegroepen én de ene helft van dat aantal chrominantiegroepen in een tijdmultiplexformaat worden toegevoerd aan de eerste hulpbeeldsignaaluitgang en de andere helft van dat aantal luminantiegroepen én de andere helft van dat aantal chrominantiegroepen in een tijdmultiplexformaat worden toegevoerd aan de tweede hulpbeeldsignaaluitgang; - de redundantieherstellende dekoderingsschakeling is ingericht voor het uitvoeren van een twee-dimensionale Q*Q inverse transformatie; - de vijfde middelen zijn ingericht om een herrangschikkingsoperatie uit te voeren die invers is aan de verdelingsoperatie.

2. Televisie-overdrachtsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het even aantal opeenvolgende luminantiegroepen gelijk is aan 2N en het even aantal chrominantiegroepen 4/R.

3. Zenderstation geschikt voor toepassing in een televisie-overdrachtsysteem volgens conclusie 1 of 2 en ingericht voor overdracht van drie digitale beeldsignalen, waaronder een helderheidssignaal DY en twee kleurverschilsignalen DCHR(1) en DCHR(2), waarbij met elk van de kleurverschilsiganlen een chrominantiebemonsterfrequentie fCHR en met het helderheidssignaal een luminantiebemonsterfrequentie fy is geassocieerd, waarbij fy een geheel veelvoud N is van de chrominantie-bemonsterfrequentie, welk zenderstation is voorzien van: a) een kodeerstation bevattende: a(1) verticale decimerende middelen die de beide kleurverschilsignalen DCHR(1) en DCHR(2) ontvangt en zijn ingericht voor het uitvoeren van een verticale decimatie-operatie met een voorafbepaalde decimatiefaktor R ter opwekking van twee hulpkleurverschilsignalen CH(1) en CH(2); a(2) tweede middelen die het helderheidssignaal, alsmede de beide hulpkleurverschilsignalen CH(1) en CH(2) ontvangt ter opwekking van een eerste en een tweede hulpbeeldsignaal op respektievelijk een eerste en een tweede hulpbeeldsignaal-uitgang; a(3) een eerste en een tweede redundantieverminderende kodeerschakeling die het eerste respektievelijk het tweede hulpbeeldsignaal ontvangen en een eerste respektievelijk een tweede kanaalsignaal leveren; b) derde middelen om de beide kanaalsignalen om te zetten in transmissiemediumsignalen en aan het transmissiemedium toe te voeren; met het kenmerk: - de redundantieverminderende kodeerschakeling elk zijn ingericht voor het uitvoeren van een twee-dimensionale voorwaartse Q*Q transformatie; - de tweede middelen zijn ingericht om een verdelingsoperatie uit te voeren waarbij het helderheidssignaal DY, alsmede de beide hulpkleurverschilsignalen CH(1) en CH(2} worden opgedeeld in luminantie-respektievelijk chrominantiegroepen met Q monsters per groep, van telkens een even aantal opeenvolgende luminantiegroepen én een even aantal chrominantiegroepen, de ene helft van dat aantal luminantiegroepen én de ene helft van dat aantal chrominantiegroepen in een tijdmultiplexformaat worden toegevoerd aan de eerste hulpbeeldsignaaluitgang en de andere helft van het aantal luminantiegroepen én de andere helft van dat aantal chrominantiegroepen in een tijdmultiplexformaat worden toegevoerd aan de tweede hulpbeeldsignaaluitgang.

4. Zenderstation volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het genoemde even aantal opeenvolgende luminantiegroepen gelijk is aan 2N en het even aantal chrominantiegroepen 4/R.

5. Zenderstation volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat van het even aantal opeenvolgende luminantiegroepen de luminantiegroepen afwisselend worden toegevoerd aan de eerste en de tweede hulpbeeldsignaaluitgang.

6. Zenderstation volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat opeenvolgende chrominantiegroepen van het eerste en het tweede hulpkleurverschilsignaal CH(1), CH(2) afwisselend worden toegevoerd aan de eerste en de tweede hulpbeeldsignaal-uitgang van de tweede middelen.

7. Ontvangerstation geschikt voor toepassing in een televisie-overdrachtsysteem volgens conclusie 1 of 2 en geschikt voor ontvangst van transmissiemediumsignalen die via het transmissiemedium worden overgedragen door een zenderstation volgens conclusie 3, 4, 5 of 6, welk ontvangerstation is voorzien van: c) vierde middelen die koppelbaar zijn met het transmissiemedium, die zijn ingericht om de overgedragen tranmsissiemediumsignalen te ontvangen en daaruit het eerste en het tweede kanaalsignaal te regenereren; d) een dekodeerstation bevattende: d(1) een eerste en een tweede redundantieherstellende dekodeerschakeling die het eerste respektievelijk het tweede geregenereerde kanaalsignaal ontvangt en ingevolge daarvan lokale versies genereert van het eerste respektievelijk het tweede hulpbeeldsignaal; d(2) vijfde middelen die de beide lokale gegenereerde versies van de twee hulpbeeldsignalen ontvangt om ingevolge daarvan een lokale versie van het helderheidssignaal en een lokale versie van elk van de twee hulpkleurverschilsignalen op te wekken; d(3) verticale interpolerende middelen die de lokale versies van de beide hulpkleurverschilsignalen ontvangt en die zijn ingericht om daarop een verticale interpolatie uit te voeren met een interpolatiefaktor R ter opwekking van lokale versies van de beide kleurverschilsignalen; met het kenmerk, dat: - de redundantieherstellende dekodeerschakelingen zijn ingericht voor het uitvoeren van een twee-dimensionale inverse Q*Q transformatie; - de vijfde middelen zijn ingericht om een herrangschikkingsoperatie uit te voeren die invers is aan de verdelingsoperatie.

8. Transmissiemedium voor toepassing in een televisie-overdrachtsysteem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat dit transmissiemedium wordt gevormd door een informatiedrager die is voorzien van een eerste en een tweede overdrachtskanaal voor de overdracht van het eerste respektievelijk het tweede kanaalsignaal.