DE4102935A1 - Fernsehsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Fernsehsysteme und betrifft insbesondere ein System, bei welchem die hochfrequenten Komponenten der Leuchtdichte- und/oder Farbartsignale zur Übertragung im Multiplex mit einem Fernsehsignal des Standardsystems vereinigt ("multiplexiert") werden, um am Empfänger ein Bild mit gesteigerter Auflösung der Hellig­ keit und/oder Farbe zu erhalten.

Einrichtungen in Fernsehsendern sind meist in der Lage, Signale mit höheren Auflösungen zu verarbeiten, als es dem jeweiligen Standard-Fernsehsignal entspricht. So arbeitet z. B. ein in manchen Ländern gebräuchliches Fernsehsystem mit 525 Abtastzeilen (effektiv etwa 480 Zeilen) mit einer Horizontal-Bandbreite von 4,2 MHz, während die betreffenden Sendeeinrichtungen ein Leistungsvermögen haben, das eine Verarbeitung des 1,5- bis 2-fachen dieser Auflösung bzw. eine Horizontal-Bandbreite von 6 bis 8 MHz erlaubt. Wegen der begrenzten Bandbreite der Rundfunk-Sendewelle ist es unmöglich, alle die senderseitig vorhandenen Informationen des hochaufgelösten Bildes an die Empfängerseite zu übertragen. Wenn jedoch die hochauflösende Bildinformation nur für einen Teil des Bildschirms übertragen wird, etwa für den mittleren Teil oder den Titelteil, wo hohe Auflö­ sung gewünscht ist, dann kann das resultierende wiedergege­ bene Bild dem Betrachter einen Eindruck vermitteln, als hätte das gesamte Bild gesteigerte Auflösung.

Ein verbessertes System, das unter diesem Gesichtspunkt entwickelt wurde, ist in der Japanischen Offenlegungs­ schrift S62-245 786 beschrieben. Bei diesem System wird der Bildschirm fein in kleine Blöcke unterteilt, und jedem Block wird eine Adresse zugeordnet. Aus jedem Block werden "Pixels" (Bildelemente bzw.Bildpunkte) weggenommen, und das Fernsehssignal wird in hauptsächlich aus einem Leucht­ dichtesignal auf der Grundlage der übrigen Pixels zuberei­ tet. Für einen Block, der hohe Auflösung erfordert, wird zur Übertragung ein Differenzsignal zwischen dem Mittelwert des Leuchtdichtesignals des betreffenden Blocks und der Leuchtdichteinformation der weggenommenen Pixels im Multiplex mit dem Fernsehsignal vereinigt, zusammen mit der Adresse des Blocks.

Beim Empfang werden die so "multiplexierten" Signale getrennt, und das Leuchtdichtesignal der Pixels, die senderseitig herausgenommen wurden, wird aus dem Mittelwert des Leuchtdichtesignals des durch die Adresse angegebenen Blocks und dem oben erwähnten Differenzsignal wiedergewon­ nen. Die wiedergewonnene Leuchtdichteinformation wird zwischen die Leuchtdichtesignale eingefügt, um die Originalform wiederzubekommen, wie sie vor der senderseiti­ gen Pixeldezimierung existierte, und diese Form bildlich darzustellen. Dementsprechend hat das wiedergegebene Bild eine hohe Auflösung nur in denjenigen Blöcken, für die das Differenzsignal übertragen wurde, während die Auflösung des übrigen Teils derjenigen eines Fernseh-Schirmbildes nach dem Stand der Technik entspricht.

Wenn das vorstehend beschriebene Fernsehsignal mit einem gewöhnlichen Empfänger nach dem Stand der Technik empfangen wird, dann besteht weitgehende Kompatibilität mit diesem Empfänger, weil dann das ganze Bild mit der gleichen Auflö­ sung wiedergegeben wird, wie man sie bei Empfang einer gewöhnlichen Fernsehsendung hat.

Bei dem vorstehend beschriebenen System ist jedoch die Menge der mit dem Fernsehsignal "multiplexierbaren" Hochauflösungs-Information begrenzt, und daher kann eine Übertragung der herausgenommenen Information unmöglich werden, auch wenn in einem bestimmten Block des Originalsi­ gnals eine beträchtliche Menge an Hochauflösungs- Information enthalten ist. Dies kann an der Position dieses Blocks auf dem Schirm zu einer gewissen Frequenzverkehrung (frequency turnaround) infolge des Fehlens von Hochauflö­ sungs-Information führen.

Außerdem ergibt sich, wenn eine Rundfunkwelle des vorstehend beschriebenen Systems von einem gewöhnlichen Empfänger empfangen wird, eine geringfügige Diskontinuität der Frequenzcharakteristik zwischen den Blöcken, weil die Pixels für jeden Block behandelt werden, und manchmal ist eine periodische Ungleichmäßigkeit bei bestimmten Arten von Bildmustern zu bemerken, weil die Blöcke regelmäßig angeordnet sind.

Ferner ist die Menge der übertragbaren Hochauflösungs- Information durch die für das Adressensignal benötigte Informationsmenge reduziert, denn das Adressensignal muß in Kombination mit der Hochauflösungs-Information übertragen werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Fernsehsystem zu schaffen, das frei von den vorstehend erwähnten Problemen des in der zitierten Japanischen Offenlegungsschrift beschriebenen Systems ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patent­ anspruch aufgeführten Merkmale gelöst, die ein Sende- und ein Empfangsgerät betreffen.

Erfindungsgemäß enthält das Sendegerät eine erste Dezimie­ rungseinrichtung zur Unterteilung eines Bildschirms in eine Vielzahl vertikaler Blöcke, die jeweils Pixels enthalten, und zur Herausnahme eines bestimmten Pixels aus jedem Block. Das Sendegerät enthält ferner eine zweite Dezimie­ rungseinrichtung zur Unterteilung des Bildschirms in eine Vielzahl horizontaler Blöcke, die jeweils Pixels enthalten, und zur Herausnahme eines bestimmten Pixels aus jedem dieser Blöcke. Die Dezimierungsreihenfolge dieser Dezimie­ rungseinrichtungen ist wahlfrei. Die erste Dezimierungsein­ richtung ist mit einer ersten Gewichtungseinrichtung vershen, um die verbliebenen Reihen von Pixels nach der Dezimierung auf gleiche Abstände neu anzuordnen und um die neugeordneten Pixels an ihrer neuen Position so zu gewichten, daß der Effekt ihrer Verschiebung (Differenz) gegenüber dem Originalsignal kompensiert wird. Die zweite Dezimierungseinrichtung ist mit einer zweiten Gewichtungs­ einrichtung zur Durchführung einer ähnlichen Gewichtungs­ funktion versehen. Die erste Dezimierungseinrichtung enthält ferner eine Einrichtung, um ein erstes Hilfssignal zu erzeugen, das eine Differenzinformation zwischen dem herausgenommenen Pixel und dem Mittelwert zweier gewichte­ ter Pixels enthält, die vor der Dezimierung direkt oberhalb und unterhalb des herausgenommenen Pixels lagen. Die zweite Dezimierungseinrichtung weist eine ähnliche Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten Hilfssignals auf. Zur Übertragung werden die Pixels, die von der ersten und der zweiten Dezimierungseinrichtung herausgenommen und von der ersten und der zweiten Gewichtungseinrichtung gewichtet worden sind, in ein Fernsehsignal des Standardsystems eingeordnet, und das erste und das zweite Hilfssignal werden damit multiplexiert.

Anstatt für jedes Pixel, das von der ersten und der zweiten Dezimierungseinrichtung herausgenommen worden ist, das erste und das zweite Hilfssignal zu erzeugen und alle diese Hilfssignale zu multiplexieren, ist es auch möglich, für jede Gruppe der Hilfssignale ein erstes bzw. zweites repräsentatives bzw. "stellvertretendes" Hilfssignal zu erzeugen und diese Hilfssignale dann zu multiplexieren.

Das Empfangsgerät weist folgendes auf: eine Einrichtung zum Trennen des empfangenen Signals in das Fernsehsignal und die ersten und zweiten Hilfssignale; eine erste syntheti­ sierende Schaltung, die aus den ersten Hilfssignalen und dem Fernsehsignal oder einem daraus modifizierten Signal einen Zustand wiederherstellt, der dem Zustand vor dem Dezimierungsvorgang mittels der ersten Dezimierungseinrich­ tung entspricht; eine zweite synthetisierende Schaltung, die aus den zweiten Hilfssignalen und den Fernsehsignalen oder einem daraus modifizierten Signal einen Zustand wiederherstellt, der dem Zustand vor dem Dezimierungsvor­ gang in der zweiten Dezimierungseinrichtung entspricht; eine Wiedergabeeinheit zur Wiedergabe eines Bildes auf der Grundlage der in beiden synthetisierenden Schaltungen behandelten Signale. Die Reihenfolge der ersten und der zweiten synthetisierenden Schaltung ist wahlfrei.

Im folgenden sei angenommen, daß die Dezimierungsvorgänge zuerst in der ersten Dezimierungseinrichtung und dann in der zweiten Dezimierungseinrichtung stattfinden.

In der ersten Dezimierungseinrichtung wird aus jedem vertikalen Block, der eine Vielzahl von Pixels enthält, ein bestimmtes Pixel herausgenommen. Hierdurch wird die vertikale Auflösung vermindert, während die horizontale Auflösung unverändert bleibt. Als nächstes wird in der zweiten Dezimierungseinrichtung aus jedem horizontalen Block, der eine Vielzahl von Pixels enthält, ein bestimmtes Pixel herausgenommen, womit die Auflösung nun sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung vermindert ist. Zusätzlich zu diesen Dezimierungsvorgängen werden die Pixels verschoben, um die durch die Pixelherausnahme entstandene Lücke zu schließen und die Pixelabstände einander gleich zu machen, und ferner werden die erwähnten Gewichtungen durchgeführt, um den "Höhenunterschieden" der Signalwellenform zwischen den ursprünglichen und den neuen Pixelpositionen Rechnung zu tragen. Dann wird aus den dezimierten, verschobenen und gewichteten Pixels das Standard-Fernsehsignal zur Übertragung gebildet.

Als erstes Hilfssignal wird die Differenz gebildet zwischen den von der ersten Dezimierungseinrichtung herausgenommenen Pixels und dem Mittelwert der gewichteten Signale derjeni­ gen Pixels, die direkt oberhalb und unterhalb der herausge­ nommenen Pixels liegen. In ähnlicher Weise wird als zweites Hilfssignal die Differenz gebildet zwischen den von der zweiten Dezimierungseinrichtung herausgenommenen Pixels und dem Mittelwert der gewichteten Signale derjenigen Pixels, die unmittelbar links und rechts der herausgenommenen Pixels liegen. Diese Hilfssignale werden mit dem Standard- Fernsehsignal zur Übertragung multiplexiert.

Man kann die für die Multiplex-Übertragung erforderliche Frequenzbandbreite geringer machen, indem man aus einer Gruppe erster Hilfssignale und einer Gruppe zweiter Hilfssignale jeweils ein einziges stellvertretendes Hilfs­ signal auswählt, anstatt die Hilfssignale aller aus den oben erwähnten Blöcken herausgenommener Pixels zu übertragen.

Im Empfangsgerät wird das empfangene Signal wieder in die ersten und zweiten Hilfssignale getrennt. In der ersten Synthetisierungseinrichtung wird die Vertikalauflösung des Fernsehsignals durch einen Prozeß erhöht, der entgegenge­ setzt zur Funktion der ersten Dezimierungseinrichtung und der ersten Gewichtungseinrichtung hinsichtlich des Fernseh­ signals und des ersten Hilfssignals wirkt, und in der zweiten Synthetisierungseinrichtung wird die Horizontalauf­ lösung des Fernsehsignals erhöht durch einen Prozeß, der entgegengesetzt zur Funktion der zweiten Dezimierungsein­ richtung und der zweiten Gewichtungseinrichtung hinsicht­ lich des Fernsehsignals und des zweiten Hilfssignals wirkt. Dann wird das Fernsehsignal, das nun eine höhere Auflösung sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung hat, durch die Bildwiedergabeeinheit wiedergegeben.

Wenn man statt der ersten Hilfssignale und der zweiten Hilfssignale jeweils ein stellvertretendes Hilfssignal verwendet, dann können diese stellvertretenden Hilfssignale jeweils an Stelle aller ersten bzw. zweiten Hilfssignale derjenigen Gruppen benutzt werden, aus denen die betreffen­ den stellvertretenden Hilfssignale ausgewählt worden sind. Es ist jedoch zweckmäßig, als Hilfssignale das für eine Gruppe stellvertretende Hilfssignal auch für die benach­ barte Gruppe zu benutzen, nachdem es entsprechend dem Abstand zwischen den Gruppen modifiziert worden ist.

Das resultierende wiedergegebene Bild hat sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung höhere Auflösung als das Bild des Standardsystems. Seine diagonale Auflösung ist jedoch nicht verbessert, weil sie auf der Senderseite durch die erste und die zweite Dezimierungsein­ richtung verlorengegangen ist. Bei einem gewöhnlichen Bild ist es aber selten, daß die diagonale Auflösung hoch im Vergleich zur horizontalen und vertikalen Auflösung ist. Selbst wenn also die diagonale Auflösung niedrig ist, kann dennoch der Eindruck vermittelt werden, daß das sendersei­ tig breitbandige Bild getreu wiedergegeben wird und daß das oben angesprochene Phänomen der Frequenzverkehrung des Bildes wesentlich vermindert ist. Das Phänomen der Frequenzverkehrung kann nahezu unbemerkbar gemacht werden, indem man im Bereich, wo die Zahl der Abtastzeilen groß ist, die horizontale Hochauflösungs-Information mittels eines Filters aus dem Fernsehsignal entfernt.

Außerdem macht es die Nichtübertragung der diagonalen Hochauflösungs-Information möglich, eine größere Menge an horizontaler und vertikaler Hochauflösung-Information zu übertragen und auch die Auflösung für mehr Blöcke zu verbessern, als es mit den Systemen nach der oben erwähnten Japanischen Offenlegungsschrift möglich ist, weil wegen des Fehlens von Adresseninformationen der Blöcke mehr Hochauf­ lösungs-Information untergebracht werden kann. Somit wird die Auflösung für eine Anzahl von Blöcken verbessert, und dies trägt zur Beseitigung des erwähnten Phänomens bei, weil die Blöcke verbesserter Auflösung von der Oberfläche abgehoben erscheinen.

Wenn das vorstehend beschriebene Sendesignal von einem gewöhnlichen Empfänger empfangen wird, ist die Auflösung des wiedergegebenen Bildes nicht verbessert, sondern gleicht derjenigen, die man mit einer herkömmlichen Rundfunk-Sendewelle erhält.

Diese und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sendegerätes;

Fig. 2a bis 2h sind beispielgebende Schaubilder der Frequenzbänder an verschiedenen Teilen des Gerätes nach Fig. 1;

Fig. 3 zeigt in einem Diagramm die Pixelsignale an verschiedenen Teilen des Gerätes nach Fig. 1;

Fig. 4 veranschaulicht an einem beispielgebenden Diagramm die Dezimierungs- und Gewichtungsvorgänge in der Vertikal- Dezimierungsschaltung des Gerätes nach Fig. 1;

Fig. 5 zeigt in Form eines Blockschaltbildes eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sendegerätes;

Fig. 6 zeigt in Blockform eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Empfangsgerätes;

Fig. 7a bis 7f sind beispielgebende Schaubilder der Frequenzbänder an verschiedenen Teilen des Gerätes nach Fig. 6;

Fig. 8 veranschaulicht an einem beispielgebenden Diagramm die Pixelsynthese, wie sie in der Vertikal-Synthetisie­ rungsschaltung des Gerätes nach Fig. 6 durchgeführt wird.

In der das Sendegerät zeigenden Fig. 1 ist links oben ein Testbild 1 auf einem breiten Bildschirm dargestellt, dessen Seitenverhältnis (Verhältnis von Breite zu Höhe) viel größer ist als bei einem gewöhnlichen Fernseh-Bildschirm. Das Testbild wird mittels einer Farbfernsehkamera 3 über eine breitenkomprimierende Linse 2 aufgenommen. Die Farbfernsehkamera 3 hat 480 effektive Bildabtastzeilen und eine hohe Auflösung in Horizontalrichtung entsprechend einer Horizontal-Bandbreite von mehr als 6 MHz.

Ein von der Kamera 3 geliefertes Signal, das aus jeweils 720 Pixels pro Horizontalzeile in 480 Zeilen pro Verti­ kalabtastung besteht, wird durch eine Matrixschaltung 4 in eine Leuchtdichte-Signalkomponente Y und Farbart-Signalkom­ ponenten I und Q getrennt, und die Leuchtdichte- Signalkomponente Y wird in einem Vorfilter 5 einer Bandbegrenzung unterworfen. Die Fig. 2a zeigt das Freuenz­ band der Kamera 3, und die Fig. 2b zeigt das Frequenzband des Leuchtdichtesignals nach Durchlaufen des Vorfilters 5. Die Bandbreite des Farbartsignals muß nicht unbedingt durch ein Vorfilter begrenzt werden, weil dieses Signal eine Bandbegrenzung in einem Farbcodierer erfährt, wie weiter unten beschrieben.

Das Ausgangssignal des Vorfilters 5 erfährt eine Amplitudenkorrektur und eine Dezimierung der Anzahl von Pixels in der vertikalen Richtung (d. h. eine Dezimierung der Anzahl von Abtastzeilen) mittels einer Vertikal- Dezimierungsschaltung 6, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist. In der Schaltung 6 wird das Bild 7 in vertikale Blöcke 8, 8′, 8′′ ... unterteilt, deren jeder vier Pixels A, B, C und D enthält, wie es die Fig. 3(a) zeigt, und in jedem Block werden die vier Pixelsignale A, B, C und D auf nachstehend erläuterte Weise in drei Pixelsignale a, b und d und ein Hilfssignal c umgewandelt, wobei die neuen Pixelsignale gleichen gegenseitigen Abstand haben und deswegen an anderen Positionen als ihre Vorgänger erscheinen, wozu auch eine bestimmte Gewichtung der Amplitude (Pixelwerte) vorgenommen werden muß, wie die Fig. 4 zeigt. Die Bemessungsvorschriften für die neuen Pixelsignale a, b und d und das Hilfssignal c lauten:

wobei D₀ das letzte Pixelsignal des vorangehenden Blocks ist. Die Fig. 3(b) zeigt die Signalzusammensetzung nach der vorstehend beschriebenen Umwandlung, und durch Herausnahme des Signals c gemäß der Fig. 3(d) wird die Anzahl des Pixels im Block S auf drei reduziert, nämlich auf die Pixels a, b und d, wodurch sich die Bandbreite vermindert, wie in Fig. 2d gezeigt. Die Bandbreite des herausgenommenen Signals der Fig. 3(d) ist in der Fig. 2c dargestellt.

Die verbleibenden Signale gemäß der Fig. 3(c) nach Dezimierung in der Schaltung 6 werden durch eine Positions­ änderungsschaltung 9 in der Mitte des Bildschirms 10 zusammengezogen, so daß der leere Bereich zwischen den Pixels b und d verschwindet, wie in Fig. 3(e) gezeigt, und am oberen und unteren Rand des Bildes 10 leere Bereiche 11 entstehen, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Folge ist, daß das in seiner Höhe komprimierte Bild nur noch 3/4 der Abtastzeilen des Originalbildes hat, nämlich 360 Abtastzeilen, und daß das Bildseitenverhältnis gleich demjenigen des Testbildes 1 wird.

Die Pixels des in der vertikalen Richtung dezimierten Signals gemäß der Fig. 3(e) erfahren in einer Horizontal- Dezimierungsschaltung 12 eine Amplitudenkorrektur und eine Dezimierung in der Horizontalrichtung durch ein Verfahren, das ähnlich wie das Verfahren der Vertikal-Dezimierungs­ schaltung 6 ist. Im einzelnen wird das gemäß der Fig. 3(e) zusammengesetzte Signal in neue Blöcke 13, 13′, 13′′, ... umgeordnet, deren jeder drei horizontale Pixels a, a′, a′′ bzw. b, b′, b′′ usw. enthält, wie es die Fig. 3(g) zeigt. Dann werden die drei Pixels a, a′ und a′′ in zwei Pixels α und γ nach einer bestimmten Gewichtungsvorschrift umgewandelt, und außerdem wird ein Hilfssignal β gebildet, wie es die Fig. 3(h) zeigt. Anschließend wird durch Herausnahme des Hilfssignals β, wie in Fig. 3(i) gezeigt, ein Bildsignal mit zwei Pixels in jedem Block erzeugt. In dem durch dieses Bildsignal beschriebenen Bild 14 ist die Anzahl der Pixels in Horizontalrichtung gegenüber dem Originalbild auf 2/3 reduziert, nämlich auf 480 Pixels, und die Anzahl horizontaler Abtastzeilen ist gleich 360 und die Bandbreite entspricht der Fig. 2f. Die Fig. 2e zeigt die Bandbreite des in der Fig. 3(j) dargestellten Hilfssignals β, β′, β′′ ...

Andererseits setzt sich das von der Vertikal-Dezimierungs­ schaltung 6 gelieferte dezimierte Signal aus den Blöcken 8, 8′, 8′′, ... zusammen, aus denen die Hilfssignale c, c′, c′′, ... gemäß der Fig. 3(d) herausgenommen worden sind und das 120 Abtastzeilen mit jeweils 720 Pixels enthält, wie es in Fig. 1 mit dem Bild 15 gezeigt ist. Dieses Signal wird durch eine Horizontal-Dezimierungsschaltung 16 dezimiert, um die Pixels in jeder Abtastzeile auf ein Drittel zu vermindern und außerdem, wie mit der Fig. 3(f) dargestellt, ein vertikales stellvertretendes Hilfssignal mit 240 vertikalen Pixels und 120 Abtastzeilen zu erzeugen.

Dieses stellvertretende Hilfssignal wird in einer Positionsänderungsschaltung 17 in eine obere und eine untere Hälfte bezüglich der Mittellinie aufgeteilt. Die obere Hälfte wird in einen obersten Randbereich 19 des Bildes 18 bewegt, und die untere Hälfte wird in den untersten Randbereich 20 des Bildes 18 bewegt, um einen mittleren leeren Bereich 21 zu schaffen. Die Höhenabmessung des oberen Randbereichs 19 und des unteren Randbereichs 20 ist gleich der Höhe der leeren Bereiche 11 in dem am Ausgang des Positionsänderungsschaltung 9 beschriebenen Bild 10.

Die durch die Horizontal-Dezimierungsschaltung 12 herausge­ nommenen Hilfssignale β, β′, β′′ ... gemäß Fig. 3(j) setzen sich aus 360 horizontalen Abtastzeilen mit jeweils 240 Pixels zusammen. Diese Signale werden durch eine Horizontal-Dezimierungsschaltung 22 dezimiert, um ihre Zeilenzahl auf ein Drittel, nämlich auf 120 Zeilen, zu reduzieren, und sie werden in ein horizontales stellvertre­ tendes Hilfssignal umgewandelt, das 120 Abtastzeilen mit jeweils 240 Pixels in Horizontalrichtung enthält. Auch dieses stellvertretende Hilfssignal wird mittels einer Positionsänderungsschaltung 23, die der Positionsänderungs­ schaltung 17 ähnlich ist, in zwei Hälften aufgeteilt, welche in den obersten Randbereich 25 und den untersten Randbereich 26 des Bildes 24 bewegt werden, wodurch ein mittlerer leerer Bereich 27 entsteht. Die Höhenabmessungen des oberen und des unteren Randbereichs 25 und 26 und der mittlere leere Bereich 27 des Bildes 24 sind gleich den Höhenabmessungen des oberen Randbereichs 19 bzw. des unteren Randbereichs 20 bzw. des leeren Bereichs 21 des Bildes 18.

Das Signal des Bildes 14 mit seinen oberen und unteren leeren Bereichen 11, das in der oben erwähnten Horizontal- Dezimierungsschaltung 12 erzeugt worden ist, wird über einen Vorentzerrer 28 und einen Farbcodierer 29 auf eine Überlagerungsschaltung 30 gegeben. Auf der anderen Seite werden die von den Positionsänderungsschaltungen 17 und 23 kommenden stellvertretenden Hilfssignale 18 und 24 in einer Multiplexerschaltung 31 im Multiplex vereinigt, und zwar durch Quadraturmodulation unter Verwendung einer Hilfsträ­ gerwelle von etwa 2 MHz, und dann an die Überlagerungs­ schaltung 30 gelegt, wo sie den leeren Bereichen 11 überlagert werden. Die Fig. 2g zeigt das Frequenzband für den mittleren Bereich 33 des Überlagerungsbildes 32, und die Fig. 2h zeigt das Frequenzband der multiplexierten Stellvertreter-Hilfssignale 34, die oberhalb und unterhalb des Bildbereichs 33 untergebracht sind. Das Signal des Überlagerungsbildes 32 wird von einem Sender 35 über Rundfunk abgestrahlt.

Die Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform des Sendegerä­ tes. Hier wird das Ausgangssignal des in Fig. 1 gezeigten Vorfilters 5 zuerst durch eine Horizontal-Dezimierungs­ schaltung 12′ von 720 auf 480 Pixels in der Horizontalrich­ tung dezimiert, und dann erfolgt in einer Vertikal- Dezimierungsschaltung 6′ eine Dezimierung von 480 auf 360 horizontale Abtastzeilen, welche durch die Positionsände­ rungsschaltung 9 in die Mitte des Bildes gebracht werden und über den Vorentzerrer 28 und einen Farbcodierer 29 auf eine Multiplexerschaltung 30 gegeben werden. Dieses Signal ist das gleiche wie das Signal, das in der Anordnung nach Fig. 1 von der Horizontal-Dezimierungsschaltung 12 über den Vorentzerrer 28 und den Farbcodierer 29 auf die Multiplexerschaltung 30 gegeben wird.

Andererseits hat das durch die Horizontal-Dezimierungs­ schaltung 12′ dezimierte Signal 480 horizontale Abtastzei­ len mit jeweils 240 Pixels, also mehr Zeilen als das von der Horizontal-Dezimierungsschaltung 12 der Fig. 1 dezimierte Hilfssignal. Indem man jedoch in einer Vertikal- Dezimierungsschaltung 22′ die Abtastzeilen viel stärker dezimiert, als es in der Vertikal-Dezimierungsschaltung 22 geschieht, kann die Anzahl der verbleibenden Abtastzeilen auf 120 gebracht werden, wie im Falle der Fig. 1. Das von der Vertikal-Dezimierungsschaltung 6′ dezimierte Hilfssi­ gnal hat in der Horizontalrichtung 480 Pixels, also weniger als das von der Vertikal-Dezimierungsschaltung 6 nach Fig. 1 dezimierte Signal. Indem man jedoch die Anzahl der von der Horizontal-Dezimierungsschaltung 16′ herausgenommenen Pixels kleiner macht als die Anzahl der von der Horizontal- Dezimierungsschaltung 16 nach Fig. 1 herausgenommenen Pixels, läßt sich die Anzahl der verbleibenden Pixels auf 240 bringen, wie im Falle der Fig. 1.

Somit läßt sich mit dem Sendegerät nach Fig. 5 eine ähnliche Wirkung erzielen wie im Falle der Fig. 1, da die zur Multiplexerschaltung 31 und zur Überlagerungsschaltung 30 gelieferten Signale genau die gleichen sind wie im Falle der Fig. 1.

Im Empfangsgerät, das in Fig. 6 gezeigt ist, liefert ein Tuner 41 ein Signal 42, welches das gleiche wie das Signal 32 des in Fig. 1 dargestellten Sendegerätes ist und Hilfssignale in Bereichen 44 enthält. Jeder dieser Bereiche 44 belegt 60 Abtastzeilen vor bzw. hinter (d. h. auf dem Bildschirm über bzw. unter) einem Bildbereich 43, der aus 360 horizontalen Abtastzeilen mit jeweils 480 Pixels besteht. Die Frequenzbänder des Bildbereichs 43 und der Hilfssignal-Bereiche 44, sind in der Fig. 7a bzw. der Fig. 7b gezeigt. Der Bildbereich 43 einerseits und die Hilfssignal-Bereiche 44 andererseits werden durch eine auf zeitlicher Basis arbeitende Trennschaltung 45 voneinander getrennt. Das Signal des abgetrennten Bildbereichs 43 wird über einen Farbdecoder 46, einen Nachentzerrer 47, eine Horizontal-Synthetisierungsschaltung 48, eine Vertikal- Synthetisierungsschaltung 49 und eine Matrixschaltung 51 auf eine Farbbildröhre 52 gekoppelt. Die Signale der abgetrennten Hilfssignal-Bereiche 44 werden durch eine Demodulationsschaltung 53 zerlegt in ein stellvertretendes Vertikal-Hilfssignal c′ mit einem in Fig. 3 (f) gezeigten Inhalt und ein stellvertretendes Horizontal-Hilfssignal β′ mit dem in Fig. 3 (k) gezeigten Inhalt. Die Fig. 7c und 7d zeigen die Frequenzbänder dieser beiden stellvertreten­ den Hilfssignale.

Aus dem stellvertretenden Horizontal-Hilfssignal β′ gewinnt eine Horizontal-Kompensationsschaltung 54 zunächst die Komponenten β und β′′ wieder, die von der senderseitigen Vertikal-Dezimierungsschaltung 22 aus dem in Fig. 3(j) gezeigten Signal herausgenommen wurden. Dies geschieht in der nachstehend beschriebenen Weise. Wie in den Fig. 3(j) und 3(k) gezeigt, entspricht das stellvertretende Horizontal-Hilfssignal β′ denjenigen Pixels, die jeweils als einzige aus jeweils einem drei Pixel umfassenden Block herausgenommen worden sind. Wenn also das stellvertretende Hilfssignal des vorhergehenden Blocks das Pixel β₀′ und das stellvertretende Hilfssignal des nachfolgenden Blocks das Pixel β₁′ ist, ist es möglich, alle Hilfssignale β₀, β₀′, β₀′′, β, β′, β′′, β₁, β₁′ und β₁′′ des vorhergehenden Blocks, des im Augenblick betrachteten Blocks 55 und des nachfol­ genden Blocks glatt und in angemessener Weise dadurch zu übertragen, daß man folgendes einsetzt:

Die Horizontal-Kompensationsschaltung 54 bewegt die resultierenden Horizontal-Hilfssignale β, β′ und β′′ in den Zustand, wie er nach der Dezimierung durch die Horizontal- Dezimierungsschaltung 12 auf der Senderseite gegeben war, nämlich an die Position des Bildbereichs 43 im Bild 42.

Die Horizontal-Synthetisierungsschaltung 48 fügt die Hilfssignale β, β′ und β′′ in das aus zwei Pixels pro Block (α, -, γ); (α′, -, γ′); (α′′, -, γ′′) bestehende Bildsignal der Fig. 3 (i), wie es die Fig. 3(h) zeigt, um dann ein Bildsignal mit jeweils drei Pixels pro Block wiederzugewin­ nen, wie es die Fig. 3(g) zeigt. Die Fig. 7e zeigt das Frequenzband dieses Bildsignals.

In einer ähnlichen Weise gewinnt eine Vertikal-Kompensati­ onsschaltung 55 die Hilfssignale c, c′ und c′′ der Fig. 3(d) aus dem stellvertretenden Vertikal-Hilfssignal c′ der Fig. 3(f) und bringt diese Signale aus dem oberen und dem unteren Randbereich des Bildes zurück in den Bildbereich 43. Die Vertikal-Synthetisierungsschaltung 49 fügt die Hilfssignale c, c′ und c′′ in das Bildsignal ein, das jeweils drei Pixels pro Block (a, b-d), (a′, b′-d′) und (a′′, b′′-d′′) gemäß der Fig. 3(c) aufweist und mach daraus ein Bildsignal mit jeweils vier Pixels pro Block gemäß folgenden arithmetischen Operationen:

wobei D₀ ein Pixel ist, das in der unmittelbar vorhergehen­ den Abtastzeile direkt oberhalb des Pixels A liegt.

Das resultierende Bildsignal 50 hat 480 Abtastzeilen mit jeweils 720 Pixels in Horizontalrichtung und ist ein feines Signal, recht ähnlich demjenigen, das an die Vertikal- Dezimierungsschaltung 6 auf der Senderseite geliefert wird. Das Bildsignal durchläuft die Matrixschaltung 51 und wird auf der Bildröhre 25 mit einer auf 3/4 komprimierten Bildhöhe wiedergegeben.

Wenn die vom Sender 35 nach Fig. 1 oder Fig. 5 gesendete Rundfunkwelle von einem gewöhnlichen Fernsehempfänger empfangen wird, dann wird das vom Turner 41 erhaltene Bildsignal, so wie es ist, von der Bildröhre wiedergegeben. Obwohl das wiedergegebene Bild eine geringere Feinheit als das vom Empfangsgerät der Fig. 5 wiedergegebene Bild hat, weil es hinsichtlich der Anzahl von Pixels in der horizontalen und vertikalen Richtung nicht in der oben beschriebenen Weise kompensiert ist, wird die Kompatibili­ tät nicht beeinträchtigt.

Claims (1)

1. Fernsehsystem mit einem Sendegerät und einem Empfangsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß das Sendegerät z. B. Fig. 1) folgendes aufweist:
   eine erste Dezimierungseinrichtung zum Aufteilen eines Fernsehbildes in vertikale Blöcke, deren jeder eine Vielzahl von Pixels enthält, und zur Herausnahme eines bestimmten Pixels aus jedem Block;
   eine erste Gewichtungseinrichtung zur Neuanordnung der verbleibenden Pixels in gleichmäßigen Abständen und zur derartigen Gewichtung eines jeden an eine neue Position gebrachten Pixels, daß der Unterschied des Pixelwertes gegenüber der Höhe der Wellenform des Originalsignals an der betreffenden neuen Position ausgeglichen wird;
   eine zweite Dezimierungseinrichtung zur Unterteilung des Bildes in horizontale Blöcke, deren jeder eine Vielzahl von Pixels enthält, und zum Herausnehmen eines bestimmten Pixels aus jedem dieser Blöcke;
   eine zweite Gewichtungseinrichtung zur Neuanord­ nung der verbleibenden Pixels in gleichmäßigen Abständen und zur derartigen Gewichtung eines jeden an eine neue Position gebrachten Pixels, daß der Unterschied des Pixelwertes gegenüber der Höhe der Wellenform des Originalsignals an der betreffenden neuen Position ausgeglichen wird;
   eine Einrichtung zur Bildung eines ersten Hilfssignals, das eine Information der Differenz zwischen dem von der ersten Dezimierungseinrichtung herausgenommenen Pixel und dem Mittelwert derjenigen beiden gewichtigen Pixels enthält, die vor der Pixelherausnahme oberhalb und unterhalb des betreffenden Pixels lagen;
   eine Einrichtung zur Bildung eines zweiten Hilfssignals, das eine Information der Differenz zwischen dem von der zweiten Dezimierungseinrichtung herausgenommenen Pixel und dem Mittelwert derjenigen beiden Pixels enthält, die vor der Pixelherausnahme oberhalb und unterhalb des betreffenden Pixels lagen;
   eine Einrichtung zum Senden des ersten und des zweiten Hilfssignals durch Multiplexierung dieser Signale mit einem Fernsehsignal, das nur aus denjenigen Pixels besteht, die von der ersten und der zweiten Dezimierungseinrichtung dezimiert worden sind und dann durch die erste und die zweite Gewichtungseinrichtung gewichtet worden sind,
   und daß das Empfangsgerät (Fig. 6) folgendes aufweist:
   eine Einrichtung zum Trennen eines empfangenen Signals in das besagte Fernsehsignal und das erste und das zweite Hilfssignal;
   eine erste und eine zweite Synthetisierungseinrich­ tung, um aus dem Fernsehsignal und aus dem ersten und dem zweiten Hilfssignal Bildsignale wiederzugewinnen, die den Pixels vor der Gewichtung durch die erste bzw. die zweite Gewichtungseinrichtung entsprechen, und um diese Pixelsignale in einen Zustand zu bringen, der dem Zustand vor der Dezimierung durch die erste bzw. die zweite Dezimierungseinrichtung entspricht;
   eine Wiedergabeeinheit zur Wiedergabe eines Bildes auf der Grundlage der von der ersten und der zweiten Synthetisierungseinrichtung behandelten Signale.