WO1999004565A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines fernsehausstrahlungssignals mit zusatzinformation, sowie vorrichtung zum abtrennen der zusatzinformation aus dem fernsehausstrahlungssignal - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines fernsehausstrahlungssignals mit zusatzinformation, sowie vorrichtung zum abtrennen der zusatzinformation aus dem fernsehausstrahlungssignal Download PDF

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WO1999004565A1
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digital
image
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PCT/EP1998/004425
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Hans-Rolf Tölle
Herman Günther
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Toelle Hans Rolf
Guenther Herman
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/08—Systems for the simultaneous or sequential transmission of more than one television signal, e.g. additional information signals, the signals occupying wholly or partially the same frequency band, e.g. by time division
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/46—Embedding additional information in the video signal during the compression process
    • H—ELECTRICITY
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/24—Systems for the transmission of television signals using pulse code modulation

Definitions

  • the invention relates to a method for generating a television broadcast signal with additional information, a device for carrying out this method and a device for separating the additional information from the television broadcast signal.
  • Different transmission paths are available for the transmission of television programs to the viewer, namely terrestrial transmission by means of an earth-bound transmission station and roof antenna, satellite transmission and transmission via broadband cable and telephone cable. While each of these forms of transmission has specific advantages and disadvantages, one of the most significant differences between the aforementioned forms of transmission is currently that sufficient capacities are available in the high-frequency satellite transmission range, while free channels are no longer available in terrestrial transmission and the cable network.
  • a number of proposals have already been made to solve the problem of limited availability of terrestrial channels.
  • One possibility is to switch to transmitter frequencies in the microwave range, which can increase the number of channels that can be transmitted.
  • a disadvantage of this proposal known as the microwave multipoint distribution system (MMDS) is, however, that the range of transmitters operating in the microwave range is relatively short, so that a large number of transmitters are required.
  • MMDS microwave multipoint distribution system
  • the object of the present invention is to provide a method which makes it possible to transmit as large a usable amount of information as possible in the context of conventional, analog television transmission technology, and thus to remedy the problem, in particular with regard to the capacity problems described in the case of analog terrestrial transmission of television signals create. It is another object of the present invention to provide a device for decoding an analog broadcast signal processed in accordance with such a method and a device for transmitting a broadcast signal generated by the method.
  • the first part of this object is achieved according to the invention by the method steps specified in claim 1.
  • the method according to the invention is based on the knowledge that not all of the image information contained in the image recording signal is required by an observer for evaluating the television image. From this knowledge, the idea arose that the unnecessary part of the image information, that is, the hardly or not at all physiologically perceptible detail To eliminate the structure of the television picture by means of non-reversible compression and subsequent decompression of the image recording signal, that is to say to carry out a data reduction, and to store useful and administrative information in the free space thus obtained.
  • the separating fine structure can be closely adjacent color tones or brightness tones of the turf that are barely distinguishable for the viewer even with extreme concentration and which represent the background of the image during a sports broadcast.
  • the advantage of this invention is that a particularly large amount of additional useful information can be transmitted as a result. Since the broadcast signal formed from the reduced image signal and the stored useful information is an analog signal and is transmitted in an analog manner, it can still be received, processed and displayed by a conventional, analog television set without any additional device.
  • the useful information can be retrieved with the aid of an additional device, such as a PC or a set-top box, and additionally evaluated with the transmitted television picture.
  • Particularly large additional amounts of data can then be transmitted if - as provided in accordance with a preferred embodiment of the invention - the useful information and the administrative information are compressed before being stored, the type and implementation of the compression depending on the useful information content and / or the form of use he follows.
  • the inserted useful information can in principle be any type of information, the transmission of further television programs in particular being of great practical interest.
  • the useful information consists of at least one further television program.
  • the further television program is intended for reception with a pocket television set, a relatively low picture quality can be accepted due to the small screen.
  • a relatively high compression of the useful information with a compression factor of over 50 is preferred, which makes it possible to transmit a large number of such television programs.
  • the useful information is subjected to encryption coding to protect against unauthorized use.
  • the degree of security can expediently be selected as a function of the type of user information stored.
  • the administrative information is impressed on an i-th picture to be transmitted of a sequence of television pictures which is required for decoding an i + k-th picture, k preferably being greater than 0, in particular 1.
  • the second part of the object is achieved according to the invention by a device which is characterized by a decoding device for separating the useful information from the reduced image signal contained in the broadcast signal with the aid of the management information stored on the transmitter side.
  • This device can be designed as an additional device, for example a PC or a set-top box.
  • the device for performing the method has the features specified in claim 22 according to the invention, a preferred embodiment consisting in that additionally has a compression device for compressing the useful information before it is stored.
  • the individual parts of the device can also be present independently of one another, i. H. they do not have to be spatially combined.
  • Figure 1 is a schematic representation of the conventional analog transmission of a television signal
  • Figure 2 is a schematic representation of an embodiment of the method according to the invention on the transmitter side;
  • Figure 3 is a schematic representation of an embodiment of the method according to the invention on the receiver side;
  • FIG. 4 is a detailed schematic representation of data storage on the transmitter side
  • Figure 5 is a schematic representation of the terrace structure characterizing the image background.
  • Figure 1 shows schematically the transmission of a television program in the conventional analog terrestrial transmission.
  • the television program ie the original program
  • the recording signal obtained during recording is converted into an analog broadcast signal and transmitted in analog operation by a terrestrial transmitter.
  • the broadcast signal is received in the usual way via a roof antenna and a conventional television receiver connected to it.
  • Figure 2 shows an embodiment to explain the invention, as far as it relates to the transmitter side.
  • an analog transmission signal is also transmitted here, which can be received with a conventional television receiver.
  • the broadcast signal shown in FIG. 2 differs from the broadcast signal shown in FIG.
  • the data reduction step and the storage step thus effect the replacement according to the invention of part of the original image recording signal by useful and administrative information. Since this data is not added to the original image recording signal but instead replaces part of the original image recording signal, the bandwidth of the broadcast signal is not increased by adding this information.
  • the image recording signal is first digitized in a manner that is not shown, whereby an encoded image recording signal is obtained which describes the image representation with the aid of binary numbers, these numbers assigning information with respect to the gray and / or color values of the respective pixel to each pixel .
  • the binary numbers have a fixed length of 8 bits for all pixels.
  • the coded image recording signal can be obtained in the following way: The original amplitude value Ai of the i-th pixel of the m-th line is compared (calibrated) with a line-specific amplitude value A ,, which is determined as the mean value from several known amplitude values A L .
  • the encoded image recording signal is used for the subsequent data reduction. This is carried out in the following way:
  • the least significant bits of the coded image recording signal are only of subordinate importance for the image display, since they either carry random information or correspond to the "fine structure" of the image, which, however, cannot be perceived by the viewer in practice. Therefore some of the least significant bits, e.g. B. b 6 , b 7 , b 8 # separated from a binary number. Their number can vary from pixel to pixel. Their purpose is described below.
  • the storage of the useful and administrative information is then realized in that the separated last bits b 6 , b 7 and b 8 are replaced by new bits b 6 ', b 7 ' and b 8 'which correspond to the useful information to be stored.
  • the new binary number generated in this way is designated r L '.
  • the analog broadcast signal thus carries both the image information of the analog television program to be broadcast (original program) and the imprinted useful and administrative information.
  • the useful information can contain further television programs in PAL quality.
  • the useful signal 10 comprises further television programs.
  • the useful information it is also possible for the useful information to contain company programs which take up little space as text information, or also additional information with which the transmitted television picture can be converted into a higher-quality picture.
  • the useful information is not already available as a digital signal, it is first digitized.
  • the digital useful information is then compressed from 200 Mbit / s to 6 Mbit / s. This corresponds to a compression ratio of approximately 33, at which the compressed signal is still sufficient to build up a picture with PAL quality.
  • Various goals can be pursued with the compression of the useful information: First of all, the greatest possible reduction in data is aimed at.
  • the user information is protected against unauthorized use of the signal by cryptographic methods.
  • data type-specific data backup of the useful information can also be achieved by, for example, image information with a lower level of security than text information and this in turn with a lower level Degree of security is secured as numerical information with the help of known error detection or correction procedures.
  • the compression of the image recording signal as well as the payload and management information can be carried out in a variety of ways.
  • compression algorithms that have already been introduced and standardized can be used.
  • MPEGl ISO 1117292/11
  • MPEG2 ISO 1318194/11
  • MPEG2 represents the more modern variant and processes e.g. Standard TV signals in full screen or field format of different resolution levels and audio information.
  • JPEG standard ANSI 10981-1
  • versions of different power exist, which can be used in the present invention in accordance with the specific application.
  • Various Huffman / modified Huffman coding methods and all other coding methods are available for text information.
  • Asymmetrical coding methods are also particularly suitable for the present invention.
  • Asymmetric coding methods have a (computation-side) high computing effort for the coding and a comparatively low (receiver-side) computing effort for the decoding.
  • FIG. 3 shows the method for receiving the analog radiation signal produced and emitted by the above method and the device provided for this purpose on the receiver side.
  • the received signal (ie the broadcast signal) is picked up, for example, by a roof antenna and fed to a PC or a set-top box to recover the stored useful information.
  • the stored useful information is recovered essentially by method steps which correspond to the steps for forming the broadcast signal and are carried out in reverse order.
  • the useful information is separated from the received signal and decoded if necessary after an analog-to-digital conversion of the received signal and after decryption thereof, if necessary.
  • the separated useful information according to FIG. 3 comprises a number of 10 programs which are available in addition to the original program obtained directly from the received signal.
  • the receiving device comprises a PC and / or a set-top box with a conventional television connected downstream.
  • the original program and the 10 other programs can then be received either via the PC or the television.
  • the set-top box is equipped with a special chip for decoding the received signal.
  • Known special chips as MPEG coders / decoders
  • MPEG coders / decoders are suitable for this after appropriate adaptation.
  • newly developed chips with possibly other compression methods can also be used.
  • the MMX processors known in the art are particularly suitable for PCs. Without a PC or set-top box, only the original program can be received with the television.
  • FIG. 4 shows the data storage in the method described for FIG. 2 in a detailed form.
  • the image recording signal is subjected to compression and subsequent decompression for data reduction.
  • the data loss that occurs is intentional and serves to eliminate the fine structure that is not perceptible to the viewer.
  • the reduced image recording signal present after decompression thus contains the coarse structure of the image which is perceptible to the human eye and which is also referred to below as the image background.
  • FIG. 5 schematically shows a section of the rough structure of an image.
  • the height of the plateaus shown corresponds to the amplitude values of the reduced recording signal obtained in accordance with FIG. 4.
  • the one in the top The amplitude regions drawn in the area of the plateaus indicate the amplitude variations of fine structure removed or newly incorporated in this area, and the solid line corresponds to the perception of the so-called terrace structure formed by the plateaus by the human eye.
  • the terrace structure can be defined by key figures that are characteristic of the storage space requirements of the image background.
  • a possible key figure K for this space requirement can be, for. For example, use the following equation:
  • FIG. 4 A sequence of two TV pictures i and i + 1 is shown in FIG.
  • the top line of each image is referred to as the start line and is shown in FIG. 4 as a black bar. It contains administrative data that are required to start the decoding process at the receiver when switching on and after picture collapses.
  • the start line must not contain any background information. All of the following blocks contain both the primary data and the imprinted administration or user information data.
  • the first of these blocks contains further administrative data which serve to separate the information of the next image and reflect its separability into background and useful information.
  • There are a number of ways to do this Available two of which are given below by way of example:
  • a first possibility is to save the complete picture background (i.e. the complete terrace structure) of the next, i + l-th picture in compressed form in this first block (with regard to the i-th picture).
  • a second option is to save only the key figures K of the terrace structure. Both the terrace structure and the key figures K can relate to individual pixels or to larger image areas.
  • the data compressions described for the user information to be stored, administrative information and the recording information (formation of the terrace structure for the provision of space) are independent of one another and can each be carried out using different methods, e.g. JPEG, fractal compression, wavelet method, etc. are based.
  • the relationship between any i-th and a subsequent i + l-th image - it does not have to follow immediately - is as follows.
  • the i + l-th image of the image sequence is processed with data from the i-th Image can be obtained.
  • This data is the data of the terrace structure in decompressed form separated from the i-th image. According to the first option described above, this is the data representing the complete background of the i + lth image, while according to the second option described it is only a question of the characteristic numbers of the terrace structure that are characteristic of the space requirement. In both cases, a complete separation of background and useful information can be achieved. This is done in the following way:
  • the compressed useful information of the individual additionally broadcast programs is coded at certain points on the TV picture.
  • the 4th channel additionally broadcast can be coded in lines 37 to 92. Knowing these points can e.g. B. be taken from the start line.
  • the subsequent decoding is then carried out only for the channel of interest (here: channel 4).
  • channel 4 the channel of interest
  • the amplitude of the i + lth image is first digitally displayed for each pixel, i.e. as a binary number.
  • the corresponding digital value from the terrace structure for channel 4 is then subtracted from this binary number.
  • the result is a digital value that represents the impressed binary value of the useful information.
  • this digital value is determined according to the following equation using the code number "K":
  • the digital values obtained form the data stream of the useful information to be decoded, ie here the additional television program on channel 4.
  • the data stream is in compressed form and is in the process decompressed for further processing, freed from redundancies after error correction, if necessary, and then possibly still a conversion without trained to be used according to its data type as image, text or audio signals.
  • the start line contains in compressed form information about a part (for example the first 10 lines) of the terrace structure of the second picture, with the aid of which the entire compressed block in the third picture can in turn be decoded.
  • the fourth picture can then be completely decrypted.
  • All the exemplary embodiments and variants described above have in common that they are based on the transmission of an analog signal with embedded compressed digital useful information.
  • the transmission path provided for this hybrid transmission is not limited to the terrestrial transmission of television signals, but also includes, for example, the analog form of transmission via broadband cable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Signal Processing (AREA)
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Fernsehausstrahlungssingals mit Zusatzinformation, das folgende Verfahrensschritte umfaßt: a) Digitalisierung des aufgenommenen Bildaufzeichnungssignals; b) Kompression des Bildaufzeichnungssignals mit nichtreversiblen Kompressionsverfahren; c) Dekompression des zuvor komprimierten Bildaufzeichnungssignals; d) Vergleich des so erhaltenen Bildsignals mit dem Bildaufzeichnungssignal unter Erfassung der bei der Kompression beseitigten Feinstruktur des Bildaufzeichnungssignals; e) Einlagerung von digitaler Nutzinformation und von digitaler bzw. digitalisierter Verwaltungsinformation an die Stellen der beseitigten Feinstruktur, wobei ein die Nutzinformationen enthaltendes Ausstrahlungssignal erhalten wird; f) Umwandlung des digitalen in ein analoges Ausstrahlungssignal. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und zur Abtrennung der Zusatzinformation aus dem Ausstrahlungssignal.

Description

Beschreibung:
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ERZEUGUNG EINES FERNSEHAUSSTRAHLUNGSSIGNALS MIT ZUSATZINFORMATION, SOWIE VORRICHTUNG ZUM ABTRENNEN DER ZUSATZINFORMATION AUS DEM FERNSEHAUSSTRAHLUNGSSIGNAL
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Fernsehausstrahlungssignals mit Zusatzinformation, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie eine Vorrichtung zum Abtrennen der Zusatzinformation aus dem Fernse- hausstrahlungssignal .
Für die Übertragung von Fernsehsendungen zum Zuschauer stehen unterschiedliche Übertragungswege zur Verfügung, nämlich die terrestrische Übertragung mittels erdgebundenen Sendestation und Dachantenne, die Satellitenübertragung und die Übertragung über Breitbandkabel sowie Telefonkabel. Während jede dieser Übertragungsformen spezifische Vor- und Nachteile aufweist, besteht einer der wesentlichsten Unterschiede zwischen den genannten Übertragungsformen gegenwärtig darin, daß im hochfrequenten Satellitenübertragungsbereich ausreichende Kapazitäten zur Verfügung stehen, während bei der terrestrischen Übertragung und im Kabelnetz mittlerweile keine freien Kanäle mehr verfügbar sind. Es wurden bereits eine Reihe von Vorschlägen gemacht, um das Problem der begrenzten Verfügbarkeit terrestrischer Kanäle zu lösen. Eine Möglichkeit besteht darin, zu Senderfrequenzen im Mikrowellenbereich überzugehen, wodurch sich die Anzahl der übertragbaren Kanäle erhöhen läßt. Ein Nachteil dieses unter dem Begriff Microwave Multipoint Distribution System (MMDS) bekannten Vorschlags besteht jedoch darin, daß die Reichweite von im Mikrowellenbereich arbeitenden Sendern verhältnismäßig gering ist, so daß eine Vielzahl von Sendern erforderlich werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung der Anzahl von terrestrisch übertragbaren Programmen besteht in der anvisierten Verwendung digitaler Fernsehübertragungsverfahren. Der Grund hierfür ist im wesentlichen darin zu sehen, daß sich durch moderne digitale Codier- und Datenkompressionstechniken der für die Aussendung eines Fernsehprogramms benötigte Frequenzbereich deutlich reduzieren läßt. ährend jedoch bei der Fernsehübertragung via Satellit und Breitbandkabel digitale Übertragungstechniken bereits eingeführt wurden oder kurz vor der Einführung stehen, ist die Einführung der digitalen Übertragung über terrestrische Strecken auch in den nächsten Jahren noch unsicher, da die terrestrische Übertragung technisch anspruchsvoll ist und Standardisierungsfragen derzeit noch nicht hinreichend eindeutig beantwortet sind. Nachteilig ist zudem, daß zum Empfang von digitalen Fernsehsignalen neue Fernsehgeräte oder zumindest Zusatzgeräte benötigt werden, die für den Anwender Mehrkosten mit sich bringen. In der digitalen Videotechnik wurde zur Erhöhung der übertragbaren Informationsmenge bereits vorgeschlagen, bei einem digitalisierten Fernsehsignal die in der Austastlücke erhaltenen Abtastdaten durch Zusatzinformation, wie beispielsweise digitale Audiosignale, zu ersetzen und dadurch die Übertragung von zusätzlicher Information zu ermöglichen (Ulrich Schmidt, Digitale Videotechnik, Franzis Verlag, Feldkirchen, 1996, Seiten 180-182; DE-A-195 44 582).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, im Rahmen der herkömmlichen, analogen Fernsehübertragungstechnik eine möglichst große nutzbare Informationsmenge zu übertragen und damit insbesondere im Hinblick auf die beschriebenen Kapazitätsprobleme bei der analogen terrestrischen Übertragung von Fernsehsig-nalen eine Abhilfe zu schaffen. Weitere Ziele der vorliegenden Erfindung bestehen darin, eine Vorrichtung zur Decodierung eines gemäß einem derartigen Verfahren bearbeiteten, analogen Ausstrahlungssignals sowie eine Vorrichtung zum Senden eines nach dem Verfahren erzeugten Ausstrahlungssignals zu schaffen.
Der erste Teil dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Erkenntnis, daß nicht die gesamte, im Bildaufzeichnungssignal enthaltene Bildinformation von einem Betrachter zur Auswertung des Fernsehbilds benötigt wird. Aus dieser Erkenntnis heraus ist der Gedanke entstanden, den nicht benötigten Teil der Bildinformation, also die kaum oder gar nicht physiologisch wahrnehmbare Fein- Struktur des Fernsehbilds durch nichtreversible Kompression und anschließende Dekompression des Bildaufzeichnungssignals zu eliminieren, also eine Datenreduktion vorzunehmen, und in den so gewonnenen Freiraum Nutz- und Verwaltungsinformationen einzulagern. Beispielsweise kann es sich bei der abtrennenden Feinstruktur um eng benachbarte und für den Betrachter selbst bei äußerster Konzentration kaum unterscheidbare Färb- oder Helligkeitstöne des Rasens handeln, der bei einer Sportübertragung den Bildhintergrund darstellt.
Der Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß hierdurch eine besonders große Menge an zusätzlicher Nutzinformation übertragen werden kann. Da das aus dem reduzierten Bildsignal und der eingelagerten Nutzinformation gebildete Ausstrahlungssignal ein analoges Signal ist und auf analoge Weise gesendet wird, kann es weiterhin von einem herkömmlichen, analogen Fernsehgerät ohne Zusatzeinrichtung empfangen, verarbeitet und dargestellt werden. Die Nutzinformation kann mit Hilfe eines Zusatzgeräts, wie beispielsweise eines PC oder einer Set-Top-Box, wiedergewonnen und zusätzlich mit dem übertragenen Fernsehbild ausgewertet werden. Besonders große zusätzliche Datenmengen können dann übertragen werden, wenn - was nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen ist - die Nutzinformation und die Verwaltungsinformation vor ihrer Einlagerung komprimiert werden, wobei die Art und die Durchführung der Kompression in Abhängigkeit von dem Nutzinformationsinhalt und/oder der Nutzungsform erfolgt.
Bei der Übertragungen von Sendungen in Breitbildformaten (16:9 Bildformat oder die Bildformate von Breitwand- oder Ci- nemascope-Filmen) werden dem abgestrahlten Fernsehsignal gegenwärtig schwarze Streifen am unteren und oberen Bildrand zugesetzt, damit diese Sendungen auch von Fernsehgeräten des alten 4:3 Formats empfangen werden können. In diesem Fall ist es möglich, daß der ersetzte Teil der Bildinformation mindestens einem der am unteren oder oberen Bildrand zugesetzten schwarzen Streifen entspricht
Bei der eingefügten Nutzinformation kann es sich grundsätzlich um jede Art von Information handeln, wobei insbesondere auch die Übermittlung von weiteren Fernsehprogrammen von großem praktischen Interesse ist. Insofern besteht in einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Nutzinformation aus mindestens einem weiteren Fernsehprogramm.
Wenn das weitere Fernsehprogramm für den Empfang mit einem Taschenfernsehgerät vorgesehen ist, kann aufgrund des kleinen Bildschirms eine relativ geringe Bildqualität hingenommen werden. In diesem Fall ist eine verhältnismäßig hohe Kompression der Nutzinformation mit einem Kompressionsfaktor von über 50 bevorzugt, was es ermöglicht, eine große Anzahl derartiger Fernsehprogramme zu übertragen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Nutzinformation zum Schutz gegen unbefugten Gebrauch einer Verschlüsselungscodierung unterzogen. Dabei kann der Sicherungsgrad zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der Art der eingelagerten Nutzinformation gewählt werden. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Verwaltungsinformation auf ein zu übertragendes i-tes Bild einer Abfolge von Fernsehbildern aufgeprägt, die zur Entschlüsselung eines i+k-ten Bildes erforderlich ist, wobei k vorzugsweise größer 0, insbesondere 1, ist.
Der zweite Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die durch eine Dekodiereinrichtung zum Abtrennen der Nutzinformation von dem im Ausstrahlungssignal enthaltenen reduzierten Bildsignal unter Zuhilfenahme der senderseitig eingelagerten Verwaltungsinformation gekennzeichnet ist. Diese Vorrichtung kann als Zusatzgerät, beispielsweise ein PC oder eine Set-Top-Box ausgebildet sein.
Soweit es die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angeht, hat sie erfindungsgemäß die im Anspruch 22 angegebenen Merkmale, wobei eine bevorzugte Ausführungsform darin besteht, daß zusätzlich eine Kompressionseinrichtung zur Komprimierung der Nutzinformation vor ihrer Einlagerung aufweist. Dabei können die einzelnen Teile der Vorrichtung auch unabhängig voneinander vorhanden sein, d. h. sie müssen nicht räumlich zusammengefaßt sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt Figur 1 eine schematische Darstellung der herkömmlichen analogen Übertragungsweise eines Fernsehsignals;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf der Senderseite;
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Empfängerseite;
Figur 4 eine detaillierte schematische Darstellung der Dateneinlagerung auf Senderseite und
Figur 5 eine schematische Darstellung der den Bildhintergrund charakterisierenden Terrassenstruktur.
Figur 1 zeigt in schematischer Weise die Übertragung eines Fernsehprogramms bei der herkömmlichen analogen terrestrischen Übertragung. Die Aufzeichnung der Fernsehsendung (d.h. des Ursprungsprogramms) erfolgt in analoger oder digitaler Form. Durch eine Reihe von in der Technik bekannten, in Fig. 1 nicht näher spezifizierten Signalumwandlungsschritten wird das bei der Aufzeichnung erhaltene AufZeichnungssignal in ein analoges Ausstrahlungssignal gewandelt und im Analogbetrieb von einem terrestrischen Sender gesendet. Der Empfang des gesendeten Ausstrahlungssignals erfolgt in der üblichen Weise über eine Dachantenne und einen an diese angeschlossenen herkömmlichen Fernsehempfänger. Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Erläuterung der Erfindung, soweit sie die Senderseite betrifft. Wie aus Figur 2 erkennbar, erfolgt auch hier eine Aussendung eines analogen Ausstrahlungssignals, das mit einem herkömmlichen Fernsehempfänger empfangen werden kann. Das in Figur 2 dargestellte Ausstrahlungssignal unterscheidet sich jedoch von dem in Figur 1 gezeigten Ausstrahlungssignal dadurch, daß es zusätzliche Nutz- und Verwaltungsinformation enthält, die vor der Aussendung in das Signal eingelagert wurden. Der Datenreduktionsschritt und der Einlagerungsschritt bewirken somit das erfindungsgemäße Ersetzen eines Teils des ursprünglichen Bildaufzeichnungssignals durch Nutz- und Verwaltungsinformation. Da diese Daten dem ursprünglichen Bildaufzeichnungssignal nicht zusätzlich hinzugefügt werden, sondern einen Teil des ursprünglichen Bildaufzeichnungssignals ersetzten, wird die Bandbreite des Ausstrahlungssignals durch das Hinzufügen dieser Information nicht vergrößert.
Vor der Datenreduktion wird das Bildaufzeichnungssignal zunächst in nicht dargestellter Weise digitalisiert, wodurch ein codiertes Bildaufzeichnungssignal erhalten wird, das die Bilddarstellung mit Hilfe von Binärzahlen beschreibt, wobei diese Zahlen jedem Bildpunkt (Pixel) Informationen hinsichtlich der Grau- und/oder Farbwerte des betreffenden Bildpunktes zuordnen. Die Binärzahlen weisen im vorliegenden Ausführungsbeispiel für alle Bildpunkte eine feste Länge von 8 Bits auf. Das codierte Bildaufzeichnungssignal kann auf die folgende Weise gewonnen werden: Der ursprüngliche Amplitudenwert Ai des i-ten Bildpunktes der m-ten Zeile wird mit einem zeilenspezifischen Amplitudenwert A,,, verglichen (geeicht), der als Mittelwert aus mehreren bekannten Amplitudenwerten AL ermittelt wird. Jedem Bildpunkt wird dann ein Wert gemäß dem Quotienten rL = Ai/A,. zugeordnet und als Binärzahl rL = (blf b2, ...,b8) einer Länge von 8 Bits dargestellt.
Das codierte Bildaufzeichnungssignal wird für die nachfolgende Datenreduktion verwendet. Diese wird in folgender Weise durchgeführt: Die niedrigwertigsten Bits des codierten Bildaufzeichnungssignals sind für die Bilddarstellung nur von untergeordneter Bedeutung, da sie entweder Zufallsinformation tragen oder der „Feinstruktur,, des Bildes entsprechen, die vom Betrachter in der Praxis jedoch nicht wahrgenommen werden kann. Deshalb werden einige der niederwertigsten Bits, z. B. b6, b7, b8# einer Binärzahl abgetrennt. Ihre Anzahl kann von Pixel zu Pixel variieren. Ihre Bestimmung wird weiter unten beschrieben.
Die Einlagerung der Nutz- und Verwaltungsinformation wird dann dadurch realisiert, daß die abgetrennten letzten Bits b6, b7 und b8 durch neue Bits b6 ' , b7' und b8 ' ersetzt werden, die der einzulagernden Nutzinformation entsprechen. Die auf diese Weise erzeugte neue Binärzahl wird mit rL ' bezeichnet. Anschließend wird das analoge Ausstrahlungssignal in einer in Figur 2 nicht dargestellten Weise gemäß der Beziehung AL ' = A,. * r^' ermittelt, wobei A ' den Amplitudenwert des analogen Ausstrahlungssignals bezüglich des i-ten Bildpunktes in der m-ten Zeile bezeichnet. Das analoge Ausstrahlungssignal trägt somit sowohl die Bildinformation des auszustrahlenden analogen Fernsehprogramms (Ursprungsprogramms) als auch die aufgeprägte Nutz- und Verwaltungsinformation in sich.
Die Nutzinformation kann weitere Fernsehprogramme in PAL- Qualität enthalten. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform umfaßt das Nutzsignal 10 weitere Fernsehprogramme. In entsprechender Weise ist es aber auch möglich, daß die Nutzinformation Firmenprogramme, die als Textinformation wenig Platz beanspruchen, oder auch Zusatzinformation beinhaltet, mit der das übertragene Fernsehbild in ein höherwertige- res Bild gewandelt werden kann.
Sofern die Nutzinformation nicht bereits als Digitalsignal vorliegt, erfolgt zunächst eine Digitalisierung desselben. Anschließend erfolgt eine Kompression der digitalen Nutzinformation von 200 Mbit/s auf 6 Mbit/s. Dies entspricht einem Kompressionsverhältnis von etwa 33, bei welchem das komprimierte Signal noch zum Aufbau eines Bildes mit PAL-Qualität ausreichend ist. Mit der Kompression der Nutzinformation können verschiedene Ziele verfolgt werden: Zunächst wird zumeist eine möglichst große Datenreduzierung angestrebt werden. Zusätzlich wird die Nutzinformation durch kryptographische Verfahren gegen unbefugte Benutzung des Signals geschützt. Darüber hinaus kann auch eine datenart-spezifische Datensicherung der Nutzinformation erzielt werden, indem beispielsweise Bildinformationen mit einem niedrigeren Sicherungsgrad als Textinformationen und diese wiederum mit einem niedrigeren Sicherungsgrad als Zahleninformation mit Hilfe bekannter Feh- lererkennungs- oder Korrekturverfahren abgesichert wird.
Die Kompression des Bildaufzeichnungssignals wie auch der Nutz- und Verwaltungsinformation kann in vielfältiger Weise ausgeführt werden. Zum einen können zur Kompression bereits eingeführte und normierte Codier-Algorithmen zum Einsatz kommen. Für Bewegtbildinformation kann beispielsweise eine Codierung nach dem MPEGl (ISO 1117292/11) oder MPEG2 Standard (ISO 1318194/11) oder auch höherem MPEG-Standard verwendet werden. MPEG2 stellt die modernere Variante dar und verarbeitet z.B. Standard-TV-Signale in Vollbild- oder Halbbildformat verschiedener Auflösungsstufen und Audioinformation. Ist die Information ein Standbild, kann eine Codierung nach dem JPEG Standard (ANSI 10981-1) verwendet werden. Auch hier existieren unterschiedlich mächtige Versionen, die bei der vorliegenden Erfindung entsprechend dem konkreten Anwendungsfall zum Einsatz kommen können. Für Textinformation bieten sich verschiedene Huffman-/modified Huffman Codierverfahren und auch alle weiteren Codierverfahren an.
Zum anderen können zur Codierung des Nutzsignals auch nicht normierte, aber anderweitig bereits als besonders wirksam bekannte Verfahren verwendet werden. Beispiele hierfür sind die auf Wavelet- oder Fractalkompression beruhenden Codierverfahren. Bei diesen Verfahren ist zu beachten, daß sie häufig einen hohen Rechenaufwand für die Codierung und Decodie- rung erfordern. Deshalb ist bei Verwendung solcher Verfahren die verfügbare Rechnerleistung zu berücksichtigen sowie die Frage zu klären, ob die Codierung bzw. Decodierung in Realzeit erfolgen muß oder nicht.
Da auf der Senderseite eine wesentlich höherer Rechenaufwand vertretbar ist als auf der Empfängerseite, kommen für die vorliegende Erfindung insbesondere auch asymmetrische Codierverfahren in Betracht. Asymmetrische Codierverfahren weisen einen (senderseitig) hohen Rechenaufwand für die Codierung und einen vergleichsweise niedrigen (empfänger-seitigen) Rechenaufwand für die Decodierung auf.
Figur 3 zeigt das Verfahren zum Empfangen des nach dem vorstehenden Verfahren hergestellten und ausgesendeten analogen Ausstrahlungssignals sowie die hierfür empfängerseitig vorgesehene Einrichtung.
Das Empfangssignal (d. h. das Ausstrahlungssignal) wird beispielsweise durch eine Dachantenne aufgenommen und zur Wiedergewinnung der eingelagerten Nutzinformation einem PC oder einer Set-Top-Box zugeführt. Die Wiedergewinnung der eingelagerten Nutzinformation erfolgt im wesentlichen durch Verfahrensschritte, die den Schritten zur Bildung des Ausstrahlungssignals entsprechen und in umgekehrter Abfolge ausgeführt werden. Im wesentlichen wird ggfs. nach einer Analog- Digital-Wandlung des Empfangssignals sowie einer ggfs. erforderlichen Entschlüsselung desselben die Nutzinformation aus dem Empfangssignal abgetrennt und decodiert. Im vorliegenden Beispiel umfaßt die abgetrennte Nutzinformation gemäß Figur 3 eine Anzahl von 10 Programmen, die neben dem direkt aus dem Empfangssignal gewonnenen Ursprungsprogramm verfügbar sind. Die Empfangseinrichtung umfaßt neben einer Antenne einen PC und/oder eine Set-Top-Box mit nachgeschaltetem herkömmlichen Fernsehgerät. Das Ursprungsprogramm sowie die 10 weiteren Programme können dann wahlweise über den PC oder das Fernsehgerät empfangen werden. Die Set-Top-Box ist zur Decodierung des Empfangssignals mit einem Spezial-Chip versehen. Hierfür sind bekannte SpezialChips (als MPEG-Codierer/Decodierer) nach entsprechender Anpassung geeignet. In Zukunft können auch neu entwickelte Chips mit eventuell anderen Kompressionsverfahren zum Einsatz kommen. Für PC's eignen sich insbesondere die in der Technik bekannten MMX-Prozessoren. Ohne PC bzw. Set-Top-Box kann mit dem Fernsehgerät lediglich das Ursprungsprogramm empfangen werden.
Figur 4 zeigt in detaillierter Form die Dateneinlagerung bei dem zu Figur 2 beschriebenen Verfahren. Das Bildaufzeichnungssignal wird zur Datenreduktion einer Kompression und anschließender Dekompression unterzogen. Der dabei auftretende Datenverlust ist beabsichtigt und dient zur Beseitigung der für den Betrachter nicht wahrnehmbaren Feinstruktur. Das nach der Dekompression vorliegende reduzierte Bildaufzeichnungssignal enthält somit die für das menschliche Auge wahrnehmbare Grobstruktur des Bildes, die im folgenden auch als Bildhintergrund bezeichnet wird.
In Figur 5 ist in schematischer Weise ein Ausschnitt der Grobstruktur eines Bildes dargestellt. Die Höhe der gezeigten Plateaus entspricht den Amplitudenwerten des gemäß Figur 4 erhaltenen, reduzierten AufZeichnungssignals. Die im oberen Bereich der Plateaus eingezeichneten Amplitudenbereiche deuten die Amplitudenvariationen von in diesem Bereich entfernter bzw. neu eingelagerter Feinstruktur an, und die durchgezogene Linie entspricht der Wahrnehmung der von den Plateaus gebildeten sogenannten Terrassenstruktur durch das menschliche Auge. Die Terrassenstruktur kann durch Kennzahlen definiert werden, die für den Speicherplatzbedarf des Bildhintergrundes charakteristisch sind. Eine mögliche Kennzahl K für diesen Platzbedarf läßt sich z. B. durch die folgende Gleichung ausdrücken:
K = [ log2 ((Amplitudenwert Pixel / Amplitudenwert Schwarzschulter) * 191)]
In Figur 4 ist eine Abfolge von zwei TV-Bildern i sowie i+1 gezeigt. Bei einer möglichen Struktur einer Bildseite wird die oberste Zeile jedes Bildes als Startzeile bezeichnet und ist in Figur 4 als schwarzer Balken dargestellt. Sie enthält Verwaltungsdaten, die zum Start des empfängerseitigen Deco- diervorgangs beim Einschalten und nach Bildzusammenbrüchen benötigt werden. Die Startzeile darf keine Bildhintergrundinformation enthalten. Alle folgenden Blöcke enthalten sowohl die Primärdaten als auch die aufgeprägten Verwaltungs- oder Nutzinformationsdaten .
Dabei enthält der erste dieser Blöcke, der in Fig. 4 schraffiert dargestellt ist, weitere Verwaltungsdaten, die zur Trennung der Information des nächsten Bildes dienen und dessen Zerlegbarkeit in Hintergrund- und Nutzinformation widerspiegeln. Hierfür stehen eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung, von denen in beispielhafter Weise nachfolgend zwei angegeben sind:
Eine erste Möglichkeit besteht darin, in diesem ersten Block (bezüglich des i-ten Bildes) den kompletten Bildhintergrund (d.h. die komplette Terrassenstruktur) des nächsten, i+l-ten Bildes in komprimierter Form zu speichern. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, nur die Kennzahlen K der Terrassenstruktur zu speichern. Sowohl die Terrassenstruktur als auch die Kennzahlen K können sich auf Einzelpixel oder auf größere Bildbereiche beziehen. Die beschriebenen Datenkompressionen für die einzulagernde Nutzinformation, Verwaltungsinformation und der AufZeichnungsinformation (Bildung der Terrassenstruktur zur Platzbeschaffung) sind voneinander unabhängig und können jeweils auf verschiedenen Verfahren, z.B. JPEG, Frac- talkompression, Wavelet-Verfahren usw. beruhen.
Die Beziehung zwischen einem beliebigen i-ten und einem nachfolgenden i+l-ten Bildes - es muß nicht unmittelbar folgen - stellt sich wie folgt dar. Das i+l-te Bild der Bildfolge wird mit Daten verarbeitet, die aus dem i-ten Bild gewonnen werden. Diese Daten sind die aus dem i-ten Bild abgetrennten Daten der Terrassenstruktur in dekomprimierter Form. Gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Möglichkeit handelt es sich hierbei um die den kompletten Hintergrund des i+l-ten Bildes darstellenden Daten, während es sich gemäß der zweiten beschriebenen Möglichkeit lediglich um die für den Platzbedarf charakteristischen Kennzahlen der Terrassenstruktur handelt. In beiden Fällen kann eine vollständige Trennung von Hintergrund- und Nutzinformation erzielt werden. Dies geschieht auf die folgende Weise:
Die komprimierten Nutzinformationen der einzelnen zusätzlich ausgestrahlten Programme sind an bestimmten Stellen des TV- Bildes kodiert. Beispielsweise kann der 4-te zusätzlich ausgestrahlte Kanal in den Zeilen 37 bis 92 kodiert sein. Die Kenntnis dieser Stellen kann z. B. der Startzeile entnommen werden. Die nachfolgende Decodierung wird dann nur für den interessierenden Kanal (hier: Kanal 4) durchgeführt. Bei der Decodierung wird zunächst für jeden Bildpunkt die Amplitude des i+lten Bildes in digitaler Darstellung, d.h. als Binärzahl, ermittelt. Bei der ersten Möglichkeit wird dann von dieser Binärzahl der entsprechende Digitalwert aus der Terrassenstruktur für den Kanal 4 subtrahiert. Es ergibt sich ein Digitalwert, der den aufgeprägten Binärwert der Nutzinformation darstellt. Bei der zweiten Möglichkeit wird dieser Digitalwert gemäß folgender Gleichung unter Verwendung der Kennzahl „K„ ermittelt:
Digitalwert = (x/2κ' - Y) * 2K'
mit: K' = 8 - K und Y = ganze Zahl von x/2κ' Die erhaltenen Digitalwerte bilden den Datenstrom der zu dekodierenden Nutzinformation, d.h. hier des zusätzlichen Fernsehprogramms auf Kanal 4. Der Datenstrom liegt in komprimierter Form vor und wird im Zuge der weiteren Bearbeitung dekomprimiert, nach ggfs. erfolgter Fehlerkorrektur von Redundanzen befreit und dann eventuell noch einer Wandlung un- terzogen, um entsprechend seiner Datenart als Bild-, Text oder Audiosignale verwendet werden zu können.
Beim Einschalten oder nach einem Bildzusammenbruch tritt folgende Besonderheit auf. In beiden Fällen wird zunächst die Information der ersten Zeile (Startzeile) benötigt. Da man zu diesem Zeitpunkt keine weitere Information zur Trennung von Hintergrund- und Nutzinformation zur Hand hat, darf hier keine Nutzinformation aufgeprägt sein.
Die Startzeile enthält in komprimierter Form Information über einen Teil (beispielsweise der ersten 10 Zeilen) der Terrassenstruktur des zweiten Bildes, mit deren Hilfe wiederum der gesamte komprimierte Block im dritten Bild dekodiert werden kann. Das vierte Bild läßt sich dann komplett entschlüsseln.
Alle vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und Varianten haben gemeinsam, daß sie auf der Übertragung eines analogen Signals mit eingelagerter komprimierter digitaler Nutzinformation basieren. Der für diese Hybridübertragung vorgesehene Übertragungsweg ist dabei nicht auf die terrestrische Übertragung von Fernsehsignalen beschränkt, sondern umfaßt beispielsweise auch die analoge Übertragungsform über Breitbandkabel .

Claims

Ansprüche:Verfahren zur Erzeugung eines Fernsehausstrahlungssignals mit Zusatzinformation, Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie Vorrichtung zum Abtrennen der Zusatzinformation aus dem Fernsehausstrahlungssignal
1. Verfahren zur Erzeugung eines Fernsehausstrahlungssignals aus einem Bildaufzeichnungssignal, das folgende Verfahrensschritte umfaßt:
a) Digitalisierung des aufgenommenen Bildaufzeichnungssignals;
b) Kompression des Bildaufzeichnungssignals mit nichtreversiblen Kompressionsverfahren ;
c) Dekompression des zuvor komprimierten Bildaufzeichnungssignals;
d) Vergleich des so erhaltenen Bildsignals mit dem Bildaufzeichnungssignal unter Erfassung der bei der Kompression beseitigten Feinstruktur des Bildaufzeichnungssignals ; e) Einlagerung von digitaler bzw. digitalisierter Nutzinformation und von digitaler Verwaltungsinformation an die Stellen der beseiigten Feinstruktur, wobei ein die Nutzinformationen enthaltendes Ausstrahlungssignal erhalten wird;
f) Umwandlung des digitalen in ein analoges Ausstrahlungssignal.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Nutzinformation und die Verwaltungsinformation vor ihrer Einlagerung komprimiert werden.
3. Verfahren nach mindestens Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Art und die Durchführung der Kompression der Nutzinformation in Abhängigkeit von deren Inhalt und/oder deren Form erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzinformation und die Verwaltungsinformation in einen schwarzen Bildstreifen am oberen und/oder unteren Bildrand eingelagert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzinformation und die Verwaltungsinformation in die Austastlücken eingelagert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Nutzinformation um Textinformation, Audio-Information, Firmeninformation, mindestens ein weiteres Fernsehprogramm und/oder um zusätzliche Bildinformation handelt, mittels der das Bild des übertragenden Fernsehprogramms in ein höherwertiges Bild gewandelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Einlagerns der Nutzinformation und der Verwaltungsinformation im Rahmen einer digitalen oder auch analogen Signalbearbeitung ausgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutz- und Verwaltungsinformationen durch Fehlerschutzroutinen mit Redundanz versehen sind, wobei die Verwaltungsinformation eine höhere Redundanz erhält.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompression ein Algorithmus nach einem MPEG Standard und/oder nach dem JPEG Standard, ein auf einem Huffman-Codierverfahren basierender Algorithmus und/oder Codierverfahren, das beispielsweise auf Wavelet- oder Fractalkompression beruht, verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompression in Echtzeit erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Verwaltungsinformation zum Schutz gegen unbefugten Gebrauch einer Verschlüsselungscodierung unterzogen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsgrad der Verschlüsselungscodierung abhängig von der Art der zu übertragenden Nutzinformation ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwaltungsinformation bezüglich jeder Bildseite die Anzahl der jeweils abzutrennenden Bits des codierten Ausstrahlungssignals angibt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwaltungsinformation einem i-ten Bild einer Abfolge von Fernsehbildern aufgeprägt wird, die zu der Entschlüsselung eines i+k-ten Fernsehbildes erforderlich ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwaltungsinformation des i-ten Bildes den kompletten Bildhintergrund des i+k-ten Bildes enthält.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwaltungsinformation des i-ten Bildes Kennzahlen enthält, die für den Speicherplatzbedarf des Bildhintergrundes des i+k-ten Bildes charakteristisch sind.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß an einer festen Stelle, insbesondere in einer Startzeile eines jeden zu übertragenden Fernsehbildes Information enthalten ist, die angibt, welchem Bildbereich des zu übertragenden Fernsehbildes ein bestimmter Teil der Nutzinformation aufgeprägt ist.
18. Vorrichtung zum Empfangen eines nach dem Verfahren des Anspruchs 1 gesendeten analogen Ausstrahlungssignals, gekennzeichnet durch eine Dekodiereinrichtung zum Abtrennen der Nutzinformation von dem Bildsignal unter Zuhilfenahme der Verwaltungsinformation.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Analog-Digital-Wandler zur Wandlung des analogen Ausstrahlungssignals in ein erstes Digitalsignal, sowie ein Prozessor zum Verarbeiten des ersten Digitalsignals und Berechnen eines die Nutzinformation enthaltenden zweiten Digitalsignals vorgesehen ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor die Nutzinformation durch Abtrennen von niedrigwertigsten Bits aus dem ersten Digitalsignal berechnet.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Prozessor um einen MMX-Prozessor oder um einen Spezialchip handelt.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Vorrichtung um einen PC oder um eine an ein Fernsehgerät anschließbare Set- Top-Box handelt.
23. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) eine Digitalisierungseinrichtung zur Digitalisierung des aufgenommenen Bildaufzeichnungssignals;
b) eine Kompressions- und eine Dekompressionseinrichtung zur nichtreversiblen Komprimierung des Bildaufzeichnungssignals und dessen Dekompression;
c) einer Detektionseinrichtung zum Vergleich des so erhaltenden Bildsignals mit dem Bildaufzeichnungssignal zur Erfassung der bei der Kompression beseitigten Feinstruktur des Bildaufzeichnungssignals;
d) eine Einlagerungseinrichtung zur Einlagerung einer digitalen Nutzinformation und einer digitalen Verwaltungsinformation an die Stellen der Feinstruktur;
e) einen Digital-Analog-Wandler zum Umwandeln des so erhaltenen Ausstrahlungssignals; f) eine Sendeeinrichtung zum Aussenden des analogen Ausstrahlungssignals .
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein Analog-Digital-Wandler zur Umwandlung eines die Nutzinformation enthaltenden analogen Nutzinformationssignals in ein digitales Nutzinformationssignal und ein Prozessor zum Verarbeiten des digitalen Bildaufzeichnungssignals und der digitalen Nutzinformation in ein digitales Ausstrahlungssignal vorgesehen ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor das digitale Bildaufzeichnungssignal durch Abtrennen von niederwertigsten Bits und Ersetzen der abgetrennten Bits durch Bits des digitalen Nutzinformationssignals berechnet.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor eine Verschlüsselung zumindest des digitalen Verwaltungsinformationssignals durchführt.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kompressionseinrichtung zur Komprimierung der Nutz- und/oder Verwaltungsinformation vor ihrer Einlagerung vorgesehen ist.
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