NO179350B - Fjernsynsoverföringssystem - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et fjernsynsoverføringssystem ifølge innledningen til krav 1.

For innføring av et 16:9-bredbildeformat i bestående fjernsynsstandarder (f.eks. PAL, SECAM, NTSC) med formatet 4:3 diskuteres den såkalte "postkasse"-metode. Ved denne metode fremstilles 16:9-bildeinformasjonen på kompatibel måte på 4:3-mottakeren med svarte striper ved den øvre og nedre bildekant. For tilpasning av geometriforholdene til 4:3-mottakeren trengs det for dette formål en vertikal omkoding som i det synlige bildevindu på 4:3-mottåkeren fremstiller bare 432 aktive linjer. De resterende 144 linjer av det aktive 4:3-bildeområde fremkommer på 4:3-mottakeren som svarte striper for hver 72 linjer ved den øvre og nedre bildekant. En beskrivelse av en tilsvarende metode finnes i "Verbesserungsmoglichkeiten und Entwicklungstendenzen bei PAL", G. Holoch, foredrag FKTG den 17.01.1989, Berlin.

For formatfyIlende fremstilling på en 16:9-mottaker trengs imidlertid ytterligere informasjoner av 16:9-kildesigna-let, dvs. eksempelvis informasjonene i de 144 linjer som i 4:3-mottakeren fremkommer som svarte striper. Informasjonen i de 144 linjer kan ifølge "Die neuen Wege des alten PAL", A. Ziemer, E. Matzel, Funkschau 18/1989, overføres som tilleggsinformasjon i det såkalte ultrasvart-område. Derved utnyttes videosignal-amplitudeområdet mellom svartnivået og f.eks. halve synkronpuls-høyden. Derved er den innlagrede tilleggsinformasjon ikke synlig på 4:3-mottakeren.

Andre tilleggsinformasjoner, som kan overføres på samme måte, er beskrevet i den tyske patentsøknad P 39 30 964.

Ved overføring av tilleggsinformasjoner i den beskrevne form har det vist seg at det kan opptre kompatibilitetsproblemer på grunn av synkroniseringsvanskeligheter ved den tradisjonelle 4:3-mottaker. Disse ytrer seg eksempelvis i en ikke stabil vertikalsynkronisering, eller også i en utrykking av linjer i det synlige bildevindu (i nærheten av svartstripene). Disse synkroni-seringsproblemer kan tilbakeføres til overføringen av lavfrekvente spektralandeler (likespenningsandel) av tilleggsinformasjonen med høy energiandel.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et kompatibelt overføringssystem som overfører tilleggsinformasjoner for en 16:9-mottaker, særlig med en forbedret baklengs-kompatibilitet i forhold til kjente 4:3-mottakere.

Ovennevnte formål oppnås ved hjelp av de i patentkrav 1 angitte særtrekk. Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i underkravene.

Den tilleggsinformasjon som skal overføres, blir i en restsidebåndsmodulasjon modulert på fargebærebølgen, f.eks. i PAL-systemet. Derved blir lavfrekvente spektralandeler og en eventuell eksisterende likespenningsandel med statisk høy energiandel overlagret på den høyfrekvente fargebærebølge. De høyfrekvente andeler med lav energi i basisbåndinformasj onen blir derved overført i det lavfrekvente område. Modulasjonsmetoden fører således til en speiling av tilleggsinformasjonens original-spektrum på.-fargebærebølgefrekvensens akse.

Ved hjelp av denne metode kan det videre oppnås en høyere utstyring i ultrasvartområdet, da kjente mottakerkoplinger som regel arbeider med et lavpassfilter foran synkroniserings-pulsforbehandlingen, og det således ved hjelp av den høyfrekvente overføring av høyere energiandeler ikke opptrer noen skade i synkroniseringen. Den større utstyringsmulighet innvirker fordelaktig på tilleggsinformasjonens signal/støy-forhold.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et kjent fargefjernsynssignal, fig. 2 viser en ifølge en kjent metode innlagret tilleggsinformasjon i ultrasvartområdet, fig. 3 viser basisbånd-spektralfordelingen ifølge oppfinnelsen, fig. 4 viser gjennomslippskarakteristikken til et kjent MF-filter, fig. 5 viser kjent PAL-midling og PAL-demodulasjon, og fig. 6 viser kompensasjon ifølge oppfinnelsen av støykomponenter ved kompatibel mottaking. Fig. 1 viser et FBAS-signal med synkron- eller synkpuls 11, svartskulder 12, fargesynksignal 13 og det egentlige videosignal 14. Fig. 2 viser en innlagret tilleggsinformasjon i videosignalets ultrasvartområde, slik det er beskrevet i "Die neuen Wege des alten PAL", A. Ziemer, E. Matzel, Funkschau 18/1989. Man gjenkjenner det forholdsvis lille amplitudeområde for tilleggsinformasjonen mellom halve synkpulshøyden og svartnivået. Fig. 3 viser amplitude-frekvensgangen 31 av en PAL-overføringskanal, fargebærebølgens restsidebåndsmodulasjon 32, og den nødvendige Nyquistflanke 33 med -6 dB-punktet 34.

Ved hjelp av modulasjonen av fargebærebølgen med tilleggsinformasjonen i form av en restsidebåndsmodulasjon muliggjøres på fordelaktig måte overføring av en likespenningsandel-beheftet tilleggsinformasjon hhv. en tilleggsinformasjon som er beheftet med lave frekvensandeler med høyere amplitude, uten å skade tradisjonelle mottakere i synkronisasjonen. Dessuten kan amplitudeområdet for den totale tilleggsinformasjon økes tydelig til et område som ligger mellom synkpulsbunnen og et nivå over svartverdien. Derved fremkommer på fordelaktig måte en forbedring i signal/støy-forholdet for tilleggsinformasjonen.

Den nødvendige filtrering for forming av restsidebåndet med et Nyquistflankeforløp med hensyn til fargebærebølgefrekven-sen (dvs. 6 dB dempning ved fargebærebølgefrekvensen) kan prinsipielt skje på sender- eller mottakersiden, eller også ved hjelp av samvirke mellom to filtre, hvorved det anvendes f.eks. to like filterkarakteristikker i sender og mottaker.

Ved det sistnevnte alternativ er det i dag mulig å benytte i f jernsynsmottakere innsatte MF-filtre (f .eks. TSF 5315, fremstiller Sanyo, innebygget i MF-modul IF 2132, fremstiller Thomson-CSF), og dermed påføre et 3 dB-amplitudefall ved fargebærebølgefrekvensen i mottakeren (fargebærebølgefrekvens = 34,47 MHz i MF-stilling.

Fig. 4 viser gjennomslippskarakteristikken for dette MF-filter med de komponentspesifikke toleranser.

På sendersiden måtte det da likeledes skje en filtrering som ville føre til ytterligere 3 dB amplitudefall ved fargebærebølgefrekvensen. Denne filtrering for tilleggsinformasjonene utføres da med fordel likeledes i MF-stilling med en liknende filteranordning. Herved fremkommer den fordel at det for anvendelsen ifølge oppfinnelsen av restsidebåndsmodulasjonen i det minste i mottakeren ikke er nødvendig å benytte noen annen enn den hittil benyttede MF-karakteristikk.

I den tyske patentsøknad P 39 30 964 er det beskrevet at en tilleggsinformasjon består av signaldeler som ut fra det linjesprangsignal som skal overføres, ved hjelp av etterbehand-ling på mottakersiden danner et signal som med 432 linjer aktivt bildeinnhold og et bildesideforhold på 16:9 på formatfyllende måte fremstilles som progressivt avsøkt bilde.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan benyttes for overføring av en sådan tilleggsinformasjon. For dette formål genereres tilleggsinformasjonen på sendersiden pr. linje for de 432 linjer som skal komme til fremstilling på mottakeren. Det fremkommer således 432 tilleggsinformasjonsdeler for hvis overføring det står til disposisjon bare 144 linjer (to ganger 72 linjer randstriper). Den nødvendige reduksjon med faktoren tre (432/144) kan oppnås ved en tidsmultipleksteknikk, idet hver av de 432 tilleggsinformasjonsdeler tidskomprimeres med faktoren tre. Således kan tilleggsinformasjonene for tre og tre linjer overføres tidssekvensielt for hver overføringslinje som står til disposisjon--(totalt 144). Med tidskompresj onen er det forbundet en tilsvarende båndbreddeøkning med den samme faktor, dvs. tre. Derfor trenger basisbånd-kilde-båndbredden av tilleggsinformasjonen å være maksimalt bare en tredjedel av over f øringsbåndbredden. Ved et PAL-videosignal fremkommer det en maksimal båndbredde på ca. 5 MHz/3 = 1,67 MHz. På grunn av at tilleggsinformasjonen imidlertid faktisk moduleres på fargebærebølgen i form av en restsidebåndsmodulasjon, fremkommer det derav en maksimalt mulig båndbredde for tilleggsinformasjonen på 4,43 MHz/3 = 1,48 MHz. Til beste for de ovenfor beskrevne fordeler ved modulasjonsmetoden inntreffer det en bare ubetydelig innskrenkning av båndbredden på ca. 11%.

Ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i PAL-standard kan den kompatible mottaking påvirkes på fordelaktig måte ved valg av en bestemt fasestilling av PAL-fargebærebølgen som modulasjonsfrekvens (4,43 MHz), ettersom synligheten av de på grunn av den overførte tilleggsinformasjon betingede forstyrrelser i kantstripene da reduseres. For undertrykkelse av fasefeil inneholder standard PAL-mottakere en såkalt PAL-midlingskopling til hvilken den egentlige PAL-demodulasjon med U- og V-demodulatorene slutter seg. Fig. 5 viser en kopling med PAL-midling bestående av et gangtidsledd 51, et summasjonstrinn 52 og et subtraksjonstrinn 53. U-demodulatoren 54 er koplet til summas j onstrinnet 52, og V-demodulatoren 55 er koplet til subtraksjonstrinnet 53.

Dersom eksempelvis V-bærebølgens positive fase velges som fase for modulasjonsbærebølgen for overføring av tilleggsinformasjonen i alle linjer (dvs. ingen linjevekslende PAL-omkopling av V-bærebølgen), oppstår det på summasjonstrinnets 52 utgang, ut fra de f argebærebølgef rekvente visere VFntil en aktuell linje n og en forangående linje n-1, som resultat en viser med verdien 2<*>VF (fig. 6a) som tilføres til U-demodulasjonen. Da modulasjqnsfunk-sjonene er innbyrdes ortogonale (90° faseforskyvning mellom U-og V-bærebølge), avgir U-demodulatoren 55 ut fra 2<*>VF-viseren verdien null og en komponent med dobbel fargebærebølgefrekvens som undertrykkes ved hjelp av et i kjente PAL-mottakere anordnet lavpassfilter i U-komponentens signalvei.

Subtraksjonstrinnet 53 avgir verdien null allerede på V-modulato-rens 55 inngang (fig. 6b).

Ved kompatibel mottaking blir således mulige støy-mønstre på fordelaktig måte tendensielt opphevet ved hjelp av tilleggsinformasjonen når tilleggsinformasjonene ikke endrer seg vesentlig fra linje til linje.

Det samme resultat fremkommer når den negative V-bærebølgefase velges som modulasjonsfase. På fig. 6a avgir da summasjonstrinnet 52 viseren -2*VFsom da på nytt moduleres med U-bærebølgen og som resultat har verdien null.

Claims (10)

1. Fjernsynsoverføringssystem for overføring av et videosignal i en første norm for kompatibel mottaking på en mottaker av den første norm eller på en mottaker av en andre norm, særlig for overføring av et videosignal (14) ifølge den såkalte postkassemetode, med tilleggsinformasjoner, særlig i videosignalets (14) ultrasvartområde (21), idet tilleggsinformasjonene særlig er anordnet i de bildeområder av videosignalet (14) som ved gjengivelsen med mottakeren av den første norm ligger utenfor bildeområdet for den andre norm, KARAKTERISERT VED at tilleggsinformasjonene er modulert på en fargebærebølge (4, 43) (fig. 3), idet det ved hjelp av filtermidler (fig. 4) påføres en restsidebåndsmodulasjon, og idet de lavfrekvente andeler av tilleggsinformasjonene, innbefattet en eventuell likespenningsandel, overføres i f argebærebølge-frekvensområdet (32) over og direkte under fargebærebølgen (4, 43).

2. Fjernsynsoverføringssystem ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at f argebærebølgen (fig. 3) utstyres på en slik måte at modulasjonssignalet omfatter et amplitudeområde fra videosignalets (14) synkpulsbunn (11) til over svartverdien (12).

3. Fjernsynsoverføringssystem ifølge krav 1 og/eller 2, KARAKTERISERT VED at det forårsakes en demodulasjon av tilleggsinformasjonene ved hjelp av synkronisering med fargesynkpulsen (13).

4. Fjernsynsoverføringssystem ifølge ett eller flere av kravene 1-3, KARAKTERISERT VED at midler i senderen og/eller mottakeren for den andre norm for modulasjonssignalet bevirker en Nyquist-flanke (33) med hensyn til fargebærebølgefrekvensen.

5. Fjernsynsoverføringssystem ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at midlene inneholder et MF-filter i mottakeren ifølge den andre norm.

6. Fjernsynsoverføringssystem ifølge ett eller flere av kravene 1-5, KARAKTERISERT VED at tilleggsinformasjonene tidskomprimeres i senderen, særlig med faktoren tre.

7. Fjernsynsoverføringssystem ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at tilleggsinformasjonene tidsekspanderes i mottakeren ifølge den andre norm, særlig med en faktor på tre.

8. Fjernsynsoverføringssystem ifølge ett eller flere av kravene 1-7, KARAKTERISERT VED at tilleggsinformasjonene moduleres på fargebærebølgen med en linjealternativ, konstant fase (fig. 6).

9. Fjernsynsoverføringssystem ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at den konstante fase svarer til fargebærebølgens positive V-fase.

10. Fjernsynsoverføringssystem ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at den konstante fase svarer til fargebærebølgens negative V-fase.