DE69028400T2

DE69028400T2 - Ausgedehntes zusammengesetztes Fernsehsystem

Info

Publication number: DE69028400T2
Application number: DE69028400T
Authority: DE
Inventors: Marcellinus Joseph Jo Annegarn; Marcel Fuehren; Johannes Gerardus Raven; De Polder Leendert Johan Van
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1989-03-28
Filing date: 1990-03-26
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2010-03-27
Also published as: KR920700513A; DE69028400D1; WO1990011663A1; ES2092543T3; FI905838A0; EP0471424A3; DK0471424T3; ATE142400T1; EP0390271A1; FI98682B; CA2012922A1; KR0158665B1; EP0471424B1; FI98682C; EP0471424A2; JP3459415B2; JPH03505152A; AU5226690A; GR3021491T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein ausgedehntes zusammengesetztes Fernsehsystem, bei dem ein ausgedehntes Fernsehsignal in Kompatibilität mit herkömmlichen Fernsehsignalen codiert wird.
In dem Artikel : "Encoding for Compatibiiity and Recoverability in the ACTV system", "IEEE transactions on Broadcasting", Heft BC33, Nr.4, Dezember 1987, Seiten 116-123 wird ein ausgedehntes Fernsehsystem beschrieben, bei dem das Leuchtdichtesignal in drei Dimensionen bandsperrgefiltert wird zum Erzeugen eines spektralen "Lochs", in welches das Farbartsignal auf 3,58 MHz quadraturmoduliert wird. Das Farbartsignal wird ebenfalls in den drei Dimensionen bandbegrenzt, so daß Leuchtdichte und modulierte Farbart nur eine geringe oder überhaupt keine Überlappung in dem dreidimensionalen Spektrum haben. Aber das Ausmaß an Überlappung ist abhängig von der Qualität der dreidimensionalen Filter und gute dreidimensionale Filter sind ziemlich aufwendig.
In der nicht vorveröffentlichten internationalen Anmeldung WO-A- 90/04311, die unter der Artikelbezeichnung 54(3,4) EPC im Zusammenhang mit dem Artikel 158(1,2) EPC für die benannten Staaten DE, FR und GB bekannt ist, und in der entsprechenden nicht vorveröffentlichten spanischen Anmeldung ES-A-2.016.186, in bezug worauf Anmelderin freiwillig einen einzelnen Satz von Patentansprüchen für den benannten Vertragsstaat ES eingereicht hat, wird ein Gerät zum Kombinieren und Separieren von Anteilen eines Video-Signals beschrieben, wobei der Leuchtdichteanteil eines Video-Signals verarbeitet wird zum Erzeugen eines Leuchtdichteanteils mit Gruppen zueinander exklusiver räumlich korrelierter Bildpixel gleichen Wertes in jeder Gruppe. In einer Ausführungsform enthält jede Gruppe vertikal gemittelte Pixel 1H innerhalb eines teilbildes. In einer anderen Ausführungsform enthält jede Gruppe vertikal gemittelte Pixel 263H in einem Bild. In noch einer anderen Ausführungsform sind die zu gruppierenden Elemente 525H. Der Farbartanteil wird auf ähnliche Weise verarbeitet. Die verarbeiteten Leuchtdichte- und Farbartanteile werden unter Anwendung eines umkehrbaren Algorithmus, wobei additive und subtraktive Signalkombination erforderlich ist, kombiniert. Bei einem Decoder wird das Inverse des kombinierenden Algorithmus angewandt zum Separieren des kombinierten Signals in die zusammenstellenden Leuchtdichte- und Farbartanteile ohne Leuchtdichte-Farbart-Übersprechen. Das beschriebene System, wobei Signale 1H, 263H oder 525H einzeln kombiniert werden, eignet sich nur für NTSC-artige Fernsehsignale.
Es ist nun u.a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein ausgedehntes zusammengesetztes Fernsehsystem zu schaffen, wobei mit nur wenig Aufwand eine verbesserte Trennung von Leuchtdichte und Farbart erhalten wird. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein ausgedehntes zusammengesetztes Fernsehsystem zu schaffen, das sich insbesondere für PAL-artige Fernsehsignale eignet.
Im Hinblick auf den nicht vorveröffentlichten Stand der Technik wurden einzelne Sätze von Patentansprüchen eingereicht für die benannten Vertragsstaaten DE, ES, Fr und GB einerseits und für die benannten Vertragsstaaten AT, BE, CH, DK, GR, IT, LI, LU, NL und SE andererseits.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Codieren ausgedehnter Fernsehsignale geschaffen, wie in Anspruch 1 der beiden Sätze von Patentansprüchen definiert.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Decodieren ausgedehnter Fernsehsignale geschaffen, wie in Anspruch 7 der beiden Sätze von Patentansprüchen definiert.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Decodieren ausgedehnter Fernsehsignale geschaffen, wie in Anspruch 14 der beiden Sätze von Patentansprüchen definiert.
Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen definiert
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß, wenn beispielsweise die Farbartinformation paarweise an zwei Abtastpunkten gleich wären und die Leuchtdichteinformation (d.h. die hohen Horizontal-Frequenzen) ebenfalls gleich wären, die HF-Leuchtdichteinformation in einem ausgedehnten Decoder nach der Erfindung dadurch wieder von der modulierten Farbartinformation getrennt werden kann, daß beispielsweise (i) die Information der Paare an den obengenannten Abtastpunkten subtrahiert und halbiert wird (dies ergibt Farbart), und, daß (ii) der Mittelwert genommen wird (dies ergibt HF-Leuchtdichte). Danach muß eine vertikal-zeitliche Interpolation durchgeführt werden in bezug auf die Farbart sowie auf die HF-Leuchtdichte.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 wichtige Frequenzen eines PAL-Signals in dem Vertikal-Zeit- Frequenzbereich;
Fig. 2a eine Folge eines Dezimierungsfilters und eines Interpolationsfilters zum Gebrauch in einem ausgedehnten Coder oder Decoder nach der Erfindung;
Fig. 2b eine vereinfachte Ausführungsform eines Dezimierungsfilters;
Fig. 2c eine einfach Ausführungsform eines Interpolationsfilters;
Fig. 3 einen ausgedehnten Coder nach einem ersten Aspekt der Erfindung der das Übersprechen des Leuchtdichtesignals in das Farbartsignal und das Übersprechen des Farbartsignals in das Leuchtdichtesignal eliminiert;
Fig. 4 einen ausgedehnten Decoder nach diesem Aspekt der Erfindung;
Fig. 5a eine erste Ausführungsform eines ausgedehnten Coders zum Gebrauch in einem SECAM-Fernsehsystem;
Fig. 5b die Hauptmerkmale einer zweiten Ausführungsform eins ausgedehnten Coders zum Gebrauch in dem SECAM-Fernsehsystem; und
Fig. 6 eine Ausführungsform eines ausgedehnten Decoders zum Gebrauch in dem SECAM-Fernsehsystem.
Unter ausgedehnten zusammengesetzten Fernsehsystemen werden bestehende zusammengesetzte Fernsehsysteme (wie PAL, NTSC, SECAM) verstanden, die auf kompatible Weise derart ausgedehnt sind, daß in einem ausgedehnten Coder sowie in einem ausgedehnten Decoder zusätzliche Vorgänge durchgeführt werden. Bei dieser Anwendung wird eine technik einer zeitveränderlichen Filterung ausgearbeitet anhand eines Beispiels, durch die Zeichnung erläutert, einer neuen Art und Weise eine ausgezeichnete Leuchtdichte/Farbart-Trennung in beispielsweise einem PAL- oder einem SECAM-Decoder
Das Problem der Verringerung des Übersprechens des Leuchtdichtesignals in das Farbartsignal (XC) und des Übersprechens des Farbartsignals in das Leuchtdichtesignal (XL) bei PAL ist bereits lange bekannt und wurde in vielen Veröffentlichen bereits beschrieben, die meistens basierten auf 1, 2 oder 3-dimensionalen linearen zeitunveränderlichen Filtern in einem Coder und/oder Decoder beruhen. Eine wesentliche Beschränkung ist, daß eine einwandfreie Trennung der Leuchtdichtesignale Y und der Farbartsignale U/V nur dann erhalten werden kann, wenn sie durch ideale (d.h. "rechteckige") Filter in dem 3D-Spektrum getrennt werden. Eine Lösung dieses Problems, die oft angewandt wird, ist ein einzelnes Horizontal-Filter, das die niedrigen und die hohen Horizontal-Y-Frequenz voneinander trennt, wonach die hohen Horizontal-Y-Frequenzen und die U/V-Frequenzen in dem Vertikal-Zeitbereich derart gefiltert werden, daß eine minimale Überlappung zwischen Y und U/V auftreten wird. Diese Vertikal-Zeitfilterung kann auf Basis von 2TL, 312TL oder 1250TL Verzögerungselementen durchgeführt werden, wobei TL die Zeilenperiode bezeichnet. Es dürfte einleuchten, daß aus Implementierungs- und Kostengründen die Anzahl Verzögerungselemente beschränkt wird. Dies weist den Nachteil auf, daß die Filter keine gut definierten Paß- und Sperrbänder haben, so daß es immer ein Rest-Übersprechen geben wird. Es werden oft 3-Abgriff-(1-2-1)-Transversalfilter verwendet, die ein bevorzugtes Kompromiß zwischen Komplexität und Rest-Übersprechen von XC und XL bilden. Wenn diese Filter in einem Coder sowie einem Decoder verwendet werden, wird in dem Frequenzbereich in der Ft=0-, Ft=Fy- bzw. Fy=0-Richtung eine [cos(x)]**4- Amplitudencharakteristik erzeugt, so daß die Vertikal-Zeitbandbreite relativ schmal ist, was in Fig. 1 für eine Verwirklichung unter Verwendung von 312TL Verzögerungselementen angegeben ist. In dem fall von 312TL (und bestimmt in dem Fall von 1250TL) Verzögerungselementen wird ein vorübergehender Verlust an Auflösung ("blurr") erwartet, was insbesondere an den Rändern der bewegenden farbigen Flächen ersichtlich ist.
Die Filtertechniken nach der vorliegenden Erfindung schaffen eine einwandfreie Trennung von Y und U/V mittels einer linearen zeitveränderlichen Filterung im Gegensatz zu der obengenannten zeitunveränderlichen Filterung. Diese Erfindung läßt sich ebenfalls bei dem SECAM-System anwenden, was ebenfalls anhand der Fig. 5 und 6 erläutert wird.
Das Prinzip der erfindungsgemäßen zeitveränderlichen Filtertechnik basiert auf der Tatsache, daß ausgehend von einem bestimmten Abtastpunkt der "U"- Hilfsträger und der "V"-Hilfsträger an dem Abtastpunkt nach 2TL, 312TL oder 1250TL in der Phase verschoben werden (im wesentlichen um 180º). Unter dem "U"-Hilfsträger wird der Norm-PAL-Hilfsträger multipliziert mit einem Zeilenwechsel +/- 1 verstanden. Es sei bemerkt, daß während theoretisch das vorliegende Verfahren mit einer Verzögerungsperiode Td gleich der 2-, 312- oder 1250-fachen Tl arbeiten könnte, Anmelderin gefunden hat, daß die Bildqualität viel besser ist, wenn Td gleich 312 Tl ist als wenn Td gleich 2Tl oder 1250Tl ist.
Wenn die U/V-Information an zwei Abtastpunkten paarweise gleich wäre und die Y-Information (d.h. die hohen Horizontal-Frequenzen) wären ebenfalls gleich, könnte in einem ausgedehnten erfindungsgemäßen Decoder die HF-Y-Information wieder von der modulierten U/V-Information getrennt werden nachdem eine Norm- PAL-Codierung durchgeführt worden ist, und zwar durch (i) Subtrahierung der Information der Paare an den obengenannten Abtastpunkten und durch Halbierung derselben (dies ergibt U/V, was nachher demoduliert werden muß), und durch (ii) Mittelung (dies ergibt die HF-Y-Anteile). Danach muß eine Vertikal-Zeit-Interpolation durchgeführt werden in bezug auf U/V bei der Hochfrequenz Y.
Die Tatsache, daß die Information an den beiden obengenannten Abtastpunkten identisch sein soll erfordert im wesentlichen 4 Aktionen, die in dem erfindungsgemäßen ausgedehnten Coder durchgeführt werden müssen:
1) Eine Vertikal-Zeit-Tiefpaßfilterung (Block 201 in Fig. 2a), was eine einfache Mittelung sein kann. Im wesentlichen ist dieses Filter nicht wesentlich, aber es vermeidet unnötige Rückfaltung.
2) Eine Vertikal-Zeit-Abtastratenhalbierung. Zusammen mit der Aktion 1 ist dies ein Dezimierungsfilter und folglich zeitveränderlich. In Fig. 2a ist dies durch den Block 203 angegeben.
3) Eine Vertikal-Zeit-Abtastratenverdopplung, siehe Block 205. Diese Abtastratenzunahme tritt in Phase mit der Abtastratenverringerung der Aktion 2 auf, was in Fig. 2 dadurch angegeben ist, daß den Blöcken 203 und 205 dasselbe Steuersignal CONT zugeführt wird.
4) Eine Vertikal-Zeit-Wiederholung, was im Grunde dias einfachste Tiefpaßfilter ist. Zusammen mit der Aktion 3 ist dies ein Interpolationsfilter und folglich zeitveränderlich. In Fig. 2a ist dies durch den Block 207 angegeben.
Die Gesamtaktion ist folglich eine Aufeinanderfolge eines Dezimierungsfilters und eines Interpolationsfilters, wobei die Eingangs- und Ausgangs-Abtaststrukturen dieselben sind. Das allgemeine Modell ist in Fig. 2a dargestellt; das Dezimierungsfilter kann aber vereinfacht werden, wie in Fig. 2b dargestellt, während ein einfaches Interpolationsfilter konstruiert werden kann, wie in Fig. 2c dargestellt. Diese Signalbearbeitungen sollen an den hohen Horizontal-Frequenzanteilen von Y und an den totalen U/V-Signalen durchgeführt werden. Fig. 3 zeigt die änderungen in bezug auf die aktuelle Situation am Coder-Ende.
Fig. 4 zeigt die Änderungen in bezug auf die aktuelle Situation am Decoder-Ende. Zunächst müssen die hohen Frequenzen von den niedrigen Frequenzen getrennt werden, wonach der eingerahmte Teil 509 in Fig. 4 mittels eines Dezimierungsfilters (eines Mittelwertbestimmers) die hohen Leuchtdichtefrequenzen Yh* von den Farbartfrequenzen C* trennen. Das dezimierte HF-Leuchtdichtesignal Yh wird danach über ein Interpolationsfilter 525,527 zu dem NF-Leuchtdichtesignal Yl addiert. Die Farbdemodulation soll nur während 1 (aktiver) Teilbildperiode je Bildperiode wirksam sein, wonach die demodulierten (und dezimierten) U/V-Signale zu der ursprünglichen Zeilensprung-Abtaststruktur interpoliert werden. Theoretisch können diese Interpolationsfilter so kompliziert als nur erwünscht sein, aber es werden meisten Wiederholungsanordnungen zu diesen Zwecken verwendet (siehe Fig. 2b). Auch die Dezimierungsfilter in dem Coder können so kompliziert sein wie nur erwünscht.
Ein letzter wichtiger Punkt ist, daß die Mittel zum Verringern und Erhöhen der Abtastrate in dem Coder und dem decoder phasenrichtig sein sollen. Dazu schafft das zusammengesetzte PAL-Signal genügend Möglichkeiten zur Synchronisation.
Es dürfte einleuchten, daß die beschriebenen Techniken (unter Verwendung eines idealen Bandspaltfilters) mittels eines ausgedehnten erfindungsgemäßen Decoders eine einwandfreie Trennung von Y und U/V ergeben, mit dem Nachteil einer gewissen Vertikal-Zeit-Rückfaltung durch das nicht-ideale Dezimierungsfilter, wobei dieser Nachteil für den Norm-Decoder und den erfindungsgemäßen ausgedehnten Decoders auftritt. Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Techniken ist ein Rest von Vertikal-Zeitwiederholungsspektren, verursacht durch die Abtastratenverringerung, wobei dieser Rest für den Norm-Decoderdurch das nicht-ideale Interpolationsfilter (Zwischenverstarker) bestimmt wird und wobei dieser rest für den ausgedehnten Decoder durch das in diesem Decoder vohandenen Interpolationsfilter bestimmt wird. Aber mit den einfachsten Dezimierungs- und Interpollationsfiltern wird überall in dem Frequenzspektrum in den Ft=0-, Fy=Ft- oder Fy=0-Richtung eine [cos(x)]**2 Amplitudencharakteristik erhalten, so daß eine Vertikal-Zeit-Bandbreite erhalten wird, die zweimal größer ist als die im Vergleich zu linearen zeit-unveränderlichen (1-2-1) Transversalfiltern
Fig. 2b zeigt eine Ausführungsform des als zwei einzelne Blöcke 201 und 203 in Fig. 2a dargestellten Dezimierungsfilters. Ein Eingang 200 des Dezimierungsfilters ist mit einem Eingang 209 einer ersten Abtastratenverringerungsschaltung 211 sowie über eine Verzögerungsleitung 213 mit einem Eingang 215 einer zweiten Abtastratenverringerungsschaltung 217 verbunden. Das Steuersignal CONT wird den Steuereingängen 219 und 221 der Abtastratenverringerungsschaltung 211 bzw. 217 zugeführt. Die Ausgänge 223 und 225 der Abtastratenverringerungsschaltungen 211 und 217 werden mit Eingängen 227 bzw. 229 eines Addierers 231 verbunden, von dem ein Ausgang 233 über einen Halbierer 235 mit einer Klemme 204 verbunden ist.
Fig. 2c zeigt eine Ausführungsform des als zwei einzelne Blöcke 205 und 207 in Fig. 2a dargestellten Interpolationsfilters. Ein durch die Klemme 204 gebildeter Eingang des Interpolationsfilters ist mit einem ersten Schaltkontakt 237 eines Umschalters 239 verbunden und über eine Verzögerungsschaltung 241 mit einem zweiten Schaltkontakt 243 des Schalters 239, der weiterhin mit einem Ausgang 208 des Interpolationsfilters verbunden ist.
Wie dargestellt, beispielsweise in dem ausgedehnten Coder nach Fig. 5a oder 5b, sind die Abtastratenverringerungsschaltungen 211 und 217 nach Fig. 2b nicht wirklich erforderlich, weil durch diese Schaltungsanordnungen 211 und 217 zu entfernende Abtastwerte durch den Schalter 239 in Fig. 2c unbenutzt gelassen werden. Die Abtastratenverringerungsschaltungen 211 und 217 sind dargestellt um anzugeben, daß diesen Schaltungsanordnungen nachfolgende Schaltungselemente in den Perioden, in denen keine Abtastwerte von den Abtastratenverringerungsschaltungen geliefert werden, beispielsweise während jeder zweiten Teilbildperiode, für andere Zwecke benutzt werden könnten.
Fig. 3 zeigt einen zeitveränderlichen Filtercoder nach der Erfindung zum Freigeben einer Wiedergabe auf der Decoderseite, beispielsweise, eines PAL-Signals ohne Übersprechen des Leuchtdichtesignals in das Farbartsignal und Übersprechen des Farbartsignals in das Leuchtdichtesignal. Ein Eingang 401 für das Leuchtdichtesignal Y ist mit einem Eingang 403 eines Horizontal-Tiefpaßfilters 405 verbunden. Der Eingang 401 ist ebenfalls über eine verzögerungsschaltung 407 mit einem nicht-invertierenden Eingang 409 eines Subtrahierers 411 verbunden. Ein Ausgang 413 des Horizontal- Tiefpaßfilters 405 ist mit einem invertierenden Eingang 415 des Subtrahierers 411 verbunden und liefert einem ersten Eingang 419 eines Addierers 421 über eine Verzögerungsschaltung 417 ein NF-Leuchtdichtesignal Yl. Ein Ausgang 423 des Subtrahierers 411 liefert einem Dezimierungs/Interpolationsfilter 425 ein HF-Leuchtdichtesignal Yh (siehe Fig. 2a), das einem zweiten Eingang 427 des Addierers 421 ein zeitveränderlich gefiltertes HF-Leuchtdichtesignal Yh* liefert. Ein Ausgang 429 des Addierers 421 liefert einem Leuchtdichtesignaleingang 431 eines PAL-Coders 433 ein zeitveränderlich gefiltertes Leuchtdichtesignal Y*.
Ein Eingang 435 für das Farbartsignal U ist über eine Verzögerungsschaltung 437, zum Liefern eines zeitveränderlich gefilterten Farbartsignals U* zu einem U-Signaleingang 441 des PAL-Coders 433, mit einem Dezimierungs/Interpolationsfilter 439 verbunden.
Ein Eingang 443 für das Farbartsignal V ist über eine verzögerungsschaltung 445, zum Liefern eines zeitveränderlich gefilterten Farbartsignals V* zu einem V-Signaleingang 449 des PAL-Coders 433, mit einem Dezimierungs/Interpolationsfilter 447 verbunden (siehe Fig. 2a).
Die Farbartsignaleingänge 441 und 449 des PAL-Coders 443 sind mit einem PAL-Farbartmodulator 451 zum Liefern eines modulierten Farbartsignals C* zu einem ersten Eingang 453 eines Addierers 455 mit einem PAL-Farbartmodulator 451 verbunden. Ein zweiter Eingang 457 des Addierers 455 ist mit einem Leuchtdichtesignaleingang 431 des PAL-Coders 433 verbunden. Ein Ausgang 459 des Addierers 455 liefert das zeitveränderlich gefilterte Video-Signal CVBS.
Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäßen zeitveränderlich filternden Decoder zum Wiedergeben beispielsweise eines PAL-Signals ohne Übersprechen des Leuchtdichtesignals in das Farbartsignal und Übersprechen des Farbartsignals in das Leuchtdichtesignal. Das zeitveränderlich gefilterte codierte Video-Signal CVBS wird einem Eingang 501 des Decoders zugeführt, der mittels eines Horizontal-Tiefpaßfilters 503 einem invertierenden Eingang (-) eines Subtrahierers 505 ein NF-Leuchtdichtesignal Yl liefert. Der Eingang 501 ist ebenfalls über eine kompensierenden Verzögerungsschaltung 507 mit einem nicht-invertierenden Eingang (+) des Subtrahierers 505 verbunden. Der Subtrahierer 505 liefert dem dezimierenden Trennfilter 509 zum Erhalten eines dezimierten HF-Leuchtdichtesignals Yh' und eines dezimierten Farbartsignals C' ein gefiltertes HF-Video-Signal Yh* +C*.
In dem dezimierenden Trennfilter 509 wird das HF-Video-Signal Yh* +C* über eine Verzögerungsschaltung 513 einer ersten Abtastratenverringerungsschaltung 511 sowie einer zweiten Abtastratenverringerungsschaltung 515 zugeführt. Die Ausgänge der beiden Abtastratenverringerungsschaltungen 511 und 515 liefern das dezimierte HF-Leuchtdichtesignal Yh' über einen Addierer 517 und eine erste Halbierungsschaltung 519, und das dezimierte Farbartsignal C' über einen Subtrahierer 521 und eine zweite Halbierungsschaltung 523. Das HF-dezimierte Leuchtdichtesignal Yh' wird einem Interpolationsfilter mit einer Abtastratenvergrößerrungsschaltung 525 und einem zweidimensionalen Tiefpaßfilter 527 zum Erhalten eines HF-Leuchtdichtesignals Yh zugeführt. Ein Addierer 529 kombiniert das HF-Leuchtdichtesignal Yh und das NF- Leuchtdichtesignal Yl, das durch eine kompensierende Verzögerungsschaltung 531 verzögert worden ist, zu einem zeitveränderlich decodierten Leuchtdichtesignal Y.
Das dezimierte Farbartsignal C' wird einem herkömmlichen oder einem Norm-PAL-Demodulator 533 zugeführt zum Erhalten dezimierter Farbartsignale U' und V'. Die dezimierten Farbartsignale U' und V' werden interpolierenden Filtern mit Abtastratenvergrößerrungsschaltungen 535 und 537 und zweidimensionalen Tiefpaßfiltern 539 bzw. 541 zugeführt zum Erhalten zeitveränderlich gefilterter decodierter Farbartsignale U bzw. V. Alle Abtastratenverringerungsschaltungen 511 und 515 und die Abtastratenvergrößerrungsschaltungen 525, 535 und 537 werden von demselben Steuersignal CONT gesteuert.
Als Zusammenfassung der oben beschriebenen Technik läßt sich sagen, daß eine wesentlich einwandfreie Trennung von Leuchtdichte und Farbart in einem Sender sowie in einem Empfängen eines beispielsweise PAL-Fernsehsystems durch Dezimierung und Interpolation dreidimensionaler Filter (zeitveränderliche Filterung) erhalten werden kann, so daß das Übersprechen des Leuchtdichtesignals in das Farbartsignal und das Übersprechen des Farbartsignals in das Leuchtdichtesignal eliminiert wird, aber mit dem Nachteil einer gewissen vertikalen Rückfaltung in der HF-Leuchtdichte und -Farbart.
In den NTSC- und in den PAL-Systemen läßt sich das Übersprechen des Leuchtdichtesignals in das Farbartsignal und das Übersprechen des Farbartsignals in das Leuchtdichtesignal durch Verwendung sogenannter Kammfilter verringern. In dem zur Zeit angewandten SECAM-System ist die Verwendung von Kammfiltern unmöglich, und zwar wegen des in dem SECAM-System angewandten Frequenzmodulationsverfahrens, so daß es hier zwischen aufeinanderfolgenden oder benachbarten Zeilen keine zuverlässige Phasenbeziehung gibt.
Nach dem folgenden Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, das übertragene Signal derart zu ändern, daß es jeweils zwei benachbarte Bildzeilen eine feste Phasenbeziehung gibt, was zu der Möglichkeit führt, Leuchtdichte- und Farbartanteile voneinander zu trennen. An Coder-Ende läßt sich dies im Grunde durchführen, wie in Fig. 5a dargestellt ist. Während der ersten Teilbildperiode (20 ms) einer Bildperiode (40 ms) befinden sich die Schalter S2 und S3 in derselben Lage und es wird ein völlig ungeändertes SECAM-Signal übertragen. Während der zweiten Teilbildperiode, S2 und S3 befinden sich in dem anderen Zustand und die Verzögerung der Farbartinformation beträgt 312 Zeilenperioden, dasselbe gilt für die HF-Leuchtdichteanteile. Auf basis der SECAM-Norm führt eine Verzögerung von 312 Zeilenperioden (weil 312 ein Sechsfaches ist) dazu, daß die Phasen der Farbartträger während der zweiten Teilbildperiode im Vergleich zu 312 Zeilenperioden früher in Gegenphase sind.
Dies bietet die Möglichkeit, die RF-Leuchtdichteanteile von den Farbartanteilen zu trennen, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Die Figuren 5a und 6 sind Beispiele einer Anzahl Möglichkeiten. Fig. 5b zeigt eine etwas andere Ausführungsform des ausgedehnten Coders nach dem vorliegenden Aspekt der Erfindung. In diesem Fall wird für zwei aufeinanderfolgende Bildzeilen eine Mittelungsoperation durchgeführt. Es wird eine digitale Signalverarbeitung angewandt zur Gewährleistung davon, daß die Signale nach 312 Zeilenperioden genau dieselben sind.
Der wichtigste Vorteil des Vorschlags ist, daß die beschreibung der SECAM-Norm nicht geändert zu werden braucht. Das Verfahren kann auf diese Weise ohne irgendwelche Normänderung eingeführt werden. In dem obenstehenden Vorschlag müssen die Schalter S2 und S3 in dem Coder und Decoder noch phasengekoppelt werden.
In dem erfindungsgemäßen, in Fig. 5a dargestellten zeitveränderlich filternden SECAM-Coder werden die roten (R), grünen (G) und blauen (B) Bildsignale an den Eingängen 601, 603 bzw. 605 einer Matrixschaltung 607 zugeführt zum Erhalten eines Leuchtdichtesignals Y und von Farbdifferenzsignalen R-Y und B-Y. Das Leuchtdichtesignal Y wird über eine Verzögerungsschaltung 609 einem Tiefpaßfilter (LPF) 611 zugeführt zum Erhalten eines NF-Leuchtdichtesignals Yl und einem Hochpaßfilter (HPF) 613 zum Erhalten eines HF-Leuchtdichtesignals Yh. Das HF-Leuchtdichtesignal Yh wird nach A/D-Umwandlung in dem Analog-Digital-Wandler 615 einem ersten Schaltkontakt des Umschalters S2 zugeführt, der mit der Bildfrequenz (fp) arbeitet, sowie einem zweiten Schaltkontakt des Schalters S2 über eine Verzögerungsschaltung 617 mit einer Verzögerungszeit von einer Teilbildperiode. Nach D/A-Umwandlung in einem Digital-Analog-Wandler 619 wird das zeitveränderlich gefilterte HF-Leuchtdichtesignal Yh* einem Addierer 621 zugeführt, dem ebenfalls das durch eine kompensierende Verzögerungsschaltung 623 verzögerte NF-Leuchtdichtesignal Yl zugeführt wird. Der Addierer 621 führt das zeitveränderlich gefilterte Leuchtdichtesignal Y* einem Leuchtdichtesignaleingang 625 eines SECAM-Coders 627 zu. Die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y werden betreffenden Schaltkontakten eines Umschalters S1 zugeführt, der mit der halben Horizontal-Frequenz (1/2fl) arbeitet, was also auf zeilensprungartige Weise entsprechend der SECAM-Norm das eine oder das andere Farbdifferenzsignal ergibt. Nach Tiefpaßfilterung in einem Tiefpaßfilter (LPF) 629 und nach A/D-Umwandlung in einem Analog-Digital-Wandler 631 wird das gelieferte Farbdifferenzsignal einem ersten Schaltkontakt eines Umschalters S3 mit einer Bildfrequenz (fp) zugeführt und, über eine Verzögerungsschaltung 633 mit einer Verzögerungszeit von einer Teilbildperiode einem zweiten Schaltkontakt des Schalters S3. Nach D/A-Umwandlung in einem Digital-Analog-Wandler 635, wird das zeitveränderlich gefilterte Farbdifferenzsignal (R-Y)* oder (B-Y)* von dem Schalter S3 einem Farbdifferenzsignaleingang 637 des SECAM-Coders 627 zugeführt. Ein Ausgang 639 des SECAM-Coders liefert ein zeitveränderlich gefiltertes SECAM-codiertes Video-Signal.
Der Teil der Figur zwischen den gestrichelten Linien A und A' ist nach der Erfindung zu dem sonst bekannten SECAM-Coder hinzugefügt.
Fig. 5b zeigt eine alternative Ausführungsform der zeitveränderlichen Filterschaltung zwischen den gestrichelten Linien A und A' in Fig. 5a. In Fig. 5b erfolgt eine Mittelung über zwei Bildzeilen, was eine Ausführungsform der Vertikal- Zeit-Tiefpaßfilterung des Blocks 201 in Fig. 2a ist. Die Analog-Digital-Wandler und Digital-Analog-Wandler 615 und 619 befinden sich in Fig. 5b am Anfang bzw. am Ende der Leuchtdichtesignalstrecke, so daß die analogen Filter 611 und 613 und der Addierer 621 nach Fig. 5a in Fig. 5b durch ihre digitalen Ausführungen 611', 613' bzw. 621' ersetzt sind. In der HF-Leuchtdichtesignalstrecke ist zwischen dem Hochpaßfilter 613 und dem Knotenpunkt cy in Fig. 5b ein Mittelwertbestimmungselement mit einer Teilbildverzögerungsanordnung 641 vorgesehen. Die Verzögerungsperiode der kompensierenden Verzögerungsschaltung 623' wird im Vergleich zu der verzögerungsperiode der gleichwertigen Schaltung 623 in Fig. 5a um eine Teilbildperiode erweitert. In der Farbartsignalstrecke ist zwischen dem Analog-Digital-Wandler63l und dem Knotenpunkt cc eine Teilbildverzögerungsschaltung 645 und ein Addierer 647 vorgesehen.
In dem erfindungsgemäßen zeitveränderlich filternden SECAM-Decoder wie in Fig. 6 dargestellt, wird das zeitveränderlich gefilterte codierte SECAM-Video- Signal einem Eingang 701 zugeführt. Das Video-Signal wird einem Tiefpaßfilter (LPF) 703 zugeführt zum Erhalten eines NF-Leuchtdichtesignals Yl, und einem Hochpaßfilter (HPF) 705 zum Erhalten eines zeitveränderlich gefilterten HF-Video-Signals Yh* +C*. Das HF-Video-Signal wird über einen Analog-Digital-Wandler 707 einem Leuchtdichte- Farbart-Spalter 715 mit einer Verzögerungsschaltung 709, einem Subtrahierer 711 und einem Addierer 713 zum Erhalten eines zeitveränderlich gefilterten HF-Leuchtdichtesignals Yh* und eines zeitveränderlich gefilterten Farbartsignals C*.
Das HF-Leuchtdichtesignal Yh*, das in dem Coder zeitveränderlich gefiltert wurde, wird einem zeitveränderlichen Filter mit einer Verzögerungsschaltung 717 und einem Umschalter S2' zugeführt, der mit der Bildfrequenz (fp) arbeitet zum Erhalten eines HF-Leuchtdichtesignals Yh.
Das Farbartsignal C*, das in dem Coder zeitveränderlich gefiltert wurde, wird einem zeitveränderlichen Filter mit einer Verzögerungsschaltung 719 und einem Umschalter S3' zugeführt, der mit der Bildfrequenz (fp) arbeitet zum Erhalten eines Farbartsignals C. Das HF-Leuchtdichtesignal Yh wird über einen Digital-Analog- Wandler 721 einem Addierer 723 zugeführt, dem ebenfalls das NF-Leuchtdichtesignal Yl zugeführt wird zum Erhalten eines Leuchtdichtesignals Y, das einem Leuchtdichtesignaleingang 725 eines SECAM-Decoders 727 zugeführt wird. Das Farbartsignal C wird über einen Digital-Analog-Wandler 729 einem Farbartsignaleingang 731 des SECAM- Decoders 727 zugeführt. Die Ausgänge 733, 735 737 des SECAM-Decoders 727 liefern ein rotes (R), grünes (G) bzw. blaues (B) Bildsignal.
Der Teil der Figur innerhalb der gestrichelten Linien B und B' ist nach der Erfindung zu dem weiterhin bekannten SECAM-Decoder hinzugefügt worden.
Selbstverständlich sind für den fachmann andere Ausführungsformen möglich. In den Ansprüchen sollen eingeklammerte Bezugszeichen nicht beschränkend wirken.

Claims

1. Verfahren zum Codieren ausgedehnter Fernsehsignale, wobei dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte aufweist:

das Liefern (401, 435, 443; 607) von Leuchtdichtesignalen (Y) und Farbartsignalen (U, V).

das Trennen (405-409; 611, 613) der genannten Leuchtdichtesignale (Y) in NF- Leuchtdichtesignale (Yl) und HF-Leuchtdichtesignale (Yh);

das zeitveränderliche Filtern (425, 439, 447; 641, 643, 617, S2, 645, 647, 633, S3) der genannten HF-Leuchtdichtesignale (Yh) und der genannten Farbartsignale (U,V) zum Liefern zeitveränderlich gefilterter Leuchtdichtesignale (Yh*) und zeitveränderlich gefilterter Farbartsignale (U*, V*); und

das Kombinieren (421, 451, 455; 627) der genannten NF-Leuchtdichtesignale (Yl), der genannten zeitveränderlich gefilterten Leuchtdichtesignale (Yh*) und der genannten zeitveränderlich gefilterten Farbartsignale (U*, V*) zum Liefern der genannten ausgedehnten Fernsehsignale, wobei der genannte zeitveränderliche Filterschritt (425, 439, 447; 641, 643, 617, S2, 645, 647, 633, S3) den Schritt (213, 241; 617, 633, 641, 645) zum Verzögern eines Filtereingangssignals um 2, 312 oder 1250 Zeilen aufweist zum Erhalten eines verzögerten Signals, wodurch abhängig von dem genannten verzögerten Signal und von dem genannten Filtereingangssignals ein zeitveränderlich gefiltertes Signal erhalten wird (229, 235, 239; 643, 647, S2, S3).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in dem genannten Verzögerungsschritt zum Erhalten des genannten verzögerten Signals das Filtereingangssignal um 312 Zeilen verzögert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der genannte zeitveränderliche Filterschritt (425, 439, 447; 641, 643, 617, S2, 645, 647, 633, S3) einen Schritt (Fig. 2c) aufweist zum Interpolieren eines zeitveränderlich zu filternden Signals, wobei dieser Interpolationsschritt die nachfolgenden Verfahrensschritte aufweist:

das Verzögern (241; 617, 633) eines Interpolationseingangssignals zum Liefern eines verzögerten Signals; und

das Selektieren (239; S2, S3) zwischen dem genannten Interpolationseingangssignal und dem genannten verzögerten Signal zum Liefern eines zeitveränderlich gefilterten Signals.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das genannte Eingangssignal um eine Teilbildperiode verzögert ist und wobei der genannte Selektionsschritt eine teilbildwechselnde Selektion ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der genannte zeitveränderliche Filterschritt (425, 439, 447; 641, 643, 617, S2, 645, 647, 633, S3) den Verfahrensschritt der Dezimierung des genannten zeitveränderlich zu filternden Signals aufweist, wobei der genannte Dezimierungsschritt den Verfahrensschritt der Mittelung (641-647) eines Dezimierungseingangssignals um eine Teilbildperiode aufweist zum Liefern des genannten Interpolationseingangssignals.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der genannte Kombinierschritt (421, 451, 455) die nachfolgenden Verfahrensschritte aufweist:

das Quadraturmodulieren (451) der genannten zeitveränderlich gefilterten Farbartsignale (U*, V*) zum Liefern modulierter Farbartsignale; und

das Addieren (421, 455) der genannten modulierten Farbartsignale, der genannten NF-Leuchtdichtesignale (Yl) und der genannten zeitveränderlich gefilterten Leuchtdichtesignale (Yh*) zum Liefern der genannten ausgedehnten Fernsehsignale.

7. Anordnung zum Decodieren ausgedehnter Fernsehsignale mit:

Trennmitteln (503-523, 533; 703-715) zum Liefern von NF-Leuchtdichtesignalen (Yl), von HF-Leuchtdichtesignalen (Yh') und von Farbartinformationssignalen (Y', V') in Antwort auf die genannten ausgedehnten Fernsehsignale;

Mitteln (525, 527; 717, S2') zum zeitveränderlichen Filtern der genannten HF- Leuchtdichtesignale (Yh') zum Liefern von HF-Leuchtdichtesignalen (Yh);

Mitteln (529; 723) zum Kombinieren der genannten NF-Leuchtdichtesignale (Yl) und der genannten HF-Leuchtdichtesignale (Yh') zum Liefern von Leuchtdichtesignalen (Y); und

Mitteln (535-541; 719, S3') zum zeitveränderlichen Filtern der genannten Farbartinformationssignale (U', V') zum Liefern der genannten Farbartsignale (U, V), wobei die beiden genannten zeitveränderlichen Filtermittel (525, 527; 535-541; 717, 719, S2', S3') die Mittel (213; 717, 719) zum Verzögern eines Filtereingangssignals um 2, 312 oder 1250 Zeilen zum Erhalten eines verzögerten Signals aufweisen, wodurch in Abhängigkeit des genannten verzögerten Signals und des genannten Filtereingangssignals ein zeitveränderlich gefiltertes Signal erhalten wird (229, 235, 239; S2', S3') erhalten wird.

8. Anordnung nach Anspruch 7, wobei die genannten Trennmittel (503-523, 533; 703-715) die nachfolgenden Mittel aufweisen:

Mittel (503-507; 703, 705) zum Trennen der genannten ausgedehnten Fernsehsignale in NF-Leuchtdichtesignale (Yl) und zusammengesetzte HF-Signale (Yh* +C*);

Mittel (513; 709) zum Verzögern der genannten zusammengesetzten HF-Signale (Yh* + C*);

Mittel (517, 519; 713) zum Addieren der genannten zusammengesetzten HF- Signale (Yh* + C*) und der genannten verzögerten zusammengesetzten HF-Signale zum Liefern der genannten HF-Leuchtdichteinformationssignale (Yh'); und

Mittel (521, 523, 533; 707, 709, 711) zum Verarbeiten der genannten zusammengesetzten HF-Signale (Yh* + C*) zum Liefern der genannten Farbartinformationssignale (U', V').

9. Anordnung nach Anspruch 7, wobei in den genannten Verzögerungsmitteln (213, 717, 719) das Filtereingangssignal um 312 Zeilen verzögert wird zum Erhalten des verzögerten Signals.

10. Anordnung nach Anspruch 7, wobei die beiden genannten zeitveränderlichen Filtermittel (525, 527; 535-541; 717, 719, S2', S3') Mittel (Fig. 2c) aufweisen zum Interpolieren eines zeitveränderlich zu filternden Signals, wobei die genannten Interpolationsmittel die nachfolgenden Mittel aufweisen:

Mittel (241; 717, 719) zum Verzögern eines Interpolationseingangssignals zum Liefern eines verzögerten Signals; und

Mittel (239; S2', S3') zum Selektieren zwischen dem genannten Interpolationseingangssignal und dem genannten verzögerten Signal zum Liefern eines zeitveränderlich gefilterten Signals.

11. Anordnung nach Anspruch 10, wobei die genannten Verzögerungsmittel eine Teilbildverzögerungsanordnung aufweisen, und die genannten Selektionsmittel einen teilbildwechselnden Selektor aufweisen.

12. Anordnung nach Anspruch 10, wobei die genannten zeitveränderlichen Filtermittel Mittel aufweisen zum Dezimieren des genannten zeitveränderlich zu filternden Signals, wobei die genannten Dezimierungsmittel Mittel (641-647) aufweisen zum Mitteln eines Dezimierungseingangssignals über eine Teilbildperiode zum Liefern des genannten Interpolationseingangssignals.

13. Anordnung nach Anspruch 8, wobei die genannten Verarbeitungsmittel (521, 523, 533; 711) Mittel (521; 711) aufweisen zum Subtrahieren der genannten zusammengesetzten HF-Signale und der genannten zusammengesetzten verzögerten HF- Signale zum Liefern der genannten Farbartinformationssignale (C').

14. Verfahren zum Decodieren ausgedehnter Fernsehsignale, wobei dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte aufweist:

das Trennen (503-523, 533; 703-715) der genannten ausgedehnten Fernsehsignale zum Liefern von NF-Leuchtdichtesignalen (Yl), von HF-Leuchtdichteinformationssignalen (Yh') und von Farbartinformationssignalen (U', V');

das zeitveränderliche Filtern (525, 527; 717, S2') der genannten HF-Leuchtdichteinformationssignale (Yh') zum Liefern von HF-Leuchtdichtesignalen (Yh);

das Kombinieren (529; 723) der genannten NF-Leuchtdichtesignalen (Yl) und der genannten HF-Leuchtdichtesignalen (Yh) zum Liefern von Leuchtdichtesignalen (Y);

das zeitveränderliche Filtern (535-541); 719, S3') der genannten Farbartinformationssignale (U', V') zum Liefern von Farbartsignalen (V, V),

wobei die beiden genannten zeitveränderlichen Filterschritte (525, 527; 535- 541; 717, 719, S2', S3') die nachfolgenden Verfahrensschritte aufweisen, den Schritt der Verzögerung (213; 717, 719) eines Filtereingangssignals um 2, 312 oder 1250 Zeilen zum Erhalten eines verzögerten Signals, und den Schritt zum Erhalten (229, 235, 239; S2', S3') eines zeitveränderlich gefilterten Signals abhängig von dem genannten verzögerten Signal und von dem genannten Filtereingangssignal.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der genannte Trennschritt (503-523, 533; 703-715) die nachfolgenden Verfahrensschritte aufweist:

das Trennen (503-507; 703, 705) der genannten ausgedehnten Fernsehsignale in NF-Leuchtdichtesignale (Yl) und zusammengesetzte HF-Signale (Yh* + C*);

das Verzögern (513; 709) der genannten zusammengesetzten HF-Signale (Yh* + C*);

das Addieren (517, 519; 713) der genannten zusammengesetzten HF-Signale (Yh* + C*) und der genannten verzögerten zusammengesetzten HF-Signale zum Liefern der genannten HF-Leuchtdichteinformationssignale (Yh'); und

das Verarbeiten (521, 523, 533; 707. 709, 711) der genannten zusammengesetzten HF-Signale (Yh* + C*) zum Liefern der genannten Farbartinformationssignale (U', V').

16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei in dem genannten Verzögerungsschritt (213, 717, 719) das Filtereingangssignal um 312 Zeilen verzögert wird zum Erhalten des verzögerten Signals.