專利名稱：電視傳輸系統(tǒng)的制作方法
此發(fā)明涉及用于以第一種標(biāo)準(zhǔn)傳輸視頻信號(hào)，而為第一種標(biāo)準(zhǔn)的接收機(jī)或第二種標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)兼容接收的一種電視傳輸系統(tǒng)。
為了將16∶9寬畫幅用于現(xiàn)有的畫幅為4∶3的電視標(biāo)準(zhǔn)(例如PAL、SECAM、NTSC)，正在討論所謂的“文書盒”(letter box)方法。采用這種方法，16∶9的信息可以以某種兼容的方式在4∶3接收機(jī)上映出，在畫面上下邊緣有黑帶。因此，為了適應(yīng)4∶3接收機(jī)的幾何條件，需要有一種垂直譯碼功能，使得在4∶3接收機(jī)畫面可見區(qū)域內(nèi)只映出432個(gè)有效行。4∶3畫面有效區(qū)域中的其余144行在4∶3接收機(jī)上作為各寬72行的黑帶出現(xiàn)在畫面上下緣處。有關(guān)這種方法的說明見于柏林1989年1月17日FKTG講座中由G.Holoch所作的“PAL的可能的改進(jìn)和發(fā)展趨勢”。
但是對(duì)于在16∶9接收機(jī)上的全畫幅映出，需要16∶9源信號(hào)有附加信息，例如，有關(guān)在4∶3接收機(jī)上作為黑帶出現(xiàn)的144行的信息。有關(guān)這144行的信息可以作為附加信息在所謂的黑外區(qū)域傳輸，根據(jù)Funkschau issue No.18/1989中A.Ziemev，E.Matzel的“老式PAL中的新方法”。因此，黑電平與比如說同步脈沖幅度一半之間的視頻信號(hào)幅度區(qū)域得到了利用。通過這種方法，加入的附加信息在4∶3接收機(jī)上是不可見的。
可用同樣方式傳輸?shù)钠渌郊有畔⒃赑39 30 964中作了說明。
用所述方式來傳輸附加信息，顯然會(huì)因難以與普通的4∶3接收機(jī)同步而出現(xiàn)兼容性問題。例如，這些問題可表現(xiàn)為垂直同步不穩(wěn)或者可見畫面窗口邊緣(接近黑帶處)的行撕裂。這些同步問題肯定應(yīng)歸咎于以較高的能量份額傳輸附加信息的低頻頻譜成分(直流部分)。
此發(fā)明旨在提出一種兼容的傳輸系統(tǒng)，能向已知的4∶3接收機(jī)傳送16∶9接收機(jī)的附加信息，尤其是以改善的向下兼容性。
這個(gè)目標(biāo)是由本發(fā)明的電視傳輸系統(tǒng)來達(dá)到的。它使附加信息被調(diào)制在色載波上，用濾波裝置來獲得殘留邊帶調(diào)制，借此附加信息包括可能的直流電壓部分在內(nèi)的低頻部分可在較高頻率處傳輸。
需傳輸?shù)母郊有畔⒉捎脷埩暨厧д{(diào)制方法調(diào)制在比如說PAL制的色載波上。因此，在統(tǒng)計(jì)上具有較高能量份額的低頻頻譜部分和可能出現(xiàn)的直流成分被移到高頻色載波上。因此，基帶信息的低能高頻部分在低頻區(qū)域傳輸。調(diào)制過程因而可在色載波頻率軸上形成附加信息原始頻譜的映象。
而且，由于已有的接收機(jī)電路通常在同步脈沖處理之前有一低通濾波器，通過這種方法可在黑外區(qū)域獲得更高的調(diào)制度，并且因而不會(huì)出現(xiàn)由于高能份額的高頻傳輸造成的同步失調(diào)?？赡艿妮^高調(diào)制度有利于提高附加信息的信噪比。
下面利用附圖對(duì)此發(fā)明作進(jìn)一步說明。其中所示出的為

圖1 已知的彩色電視信號(hào)，圖2 用已知方法加入黑外區(qū)域的附加信息，圖3 此發(fā)明所述的基帶頻譜分布，圖4 已知IF濾波器的幅度特性，圖5 已知的PAL平均和解調(diào)，
圖6 用此發(fā)明所述的兼容接收方法補(bǔ)償干擾成分。
圖1表示一個(gè)CSCC信號(hào)，帶有同步脈沖11、邊沿12、基準(zhǔn)彩色副載波群13，以及14那樣的視頻信號(hào)。
圖2表示如Funkschan 18/1989中A.Ziemer，E.Matzel的“老式PAL中的新方法”所述的在視頻信號(hào)黑外區(qū)域中加入的附加信息?？梢钥闯鲈谕矫}沖幅度一半與黑電平之間附加信息具有相對(duì)較小的幅度范圍。
圖3表示一個(gè)PAL傳輸頻道的幅頻響應(yīng)31，色載波的殘留邊帶調(diào)制32，以及帶有一6分貝點(diǎn)34的所需的尼奎斯特坡降33。
通過以殘留邊帶調(diào)制方式用附加信息來調(diào)制色載波，受直流部分或分別受幅度較高的各低頻部分影響的附加信息傳輸就有可能以某種有利的方式進(jìn)行，而不會(huì)破壞現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)的同步。而且，整個(gè)附加信息的幅度范圍可明顯增大至同步脈沖基線和黑電平值之上某個(gè)電平之間的范圍。這就可以有利地改善附加信息的信噪比。
為了用對(duì)應(yīng)于色載波頻率的尼奎斯特坡降通帶(即6分貝衰減對(duì)應(yīng)于色載波頻率)形成殘留邊帶所需的濾波原則上可以在發(fā)送端或接收端甚或由那里的兩個(gè)濾波器的共同作用來實(shí)現(xiàn)，比如說在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中采用兩個(gè)相同的濾波器特性。
采用上述最后一種方法，可以使用目前用于電視接收機(jī)中的IF濾波器(例如裝在湯姆森CSF公司生產(chǎn)的IF模塊IF2132中的由三洋公司生產(chǎn)的TSF5315)，用它在接收機(jī)內(nèi)造成色載波頻率處的3分貝幅降(在中頻位置中色載波頻率＝34.47MHz)。
圖4表示這種IF濾波器的幅度特性，標(biāo)繪出不同成分的特定容限。
在發(fā)送端也要進(jìn)行濾波，使得色載波頻率處再幅降3分貝。對(duì)附加信息的這一濾波也可以在中頻位置用一個(gè)類似的濾波裝置來方便地完成。這樣做的好處在于殘留邊帶調(diào)制在這一發(fā)明性應(yīng)用中至少在接收機(jī)中不需要使用有利于現(xiàn)已使用的IF特性的濾波器。
據(jù)P 39 30 964稱，附加信息包含有信號(hào)成分，它們可通過接收機(jī)端的后處理從傳輸?shù)母粜行盘?hào)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，該接收機(jī)被提供帶有432行有效畫面容量的一個(gè)順序掃描畫面的完整畫幅，并具有16∶9的畫面比例。
此發(fā)明所述方法可以用于這種附加信號(hào)的傳輸。
附加信號(hào)是為在接收機(jī)上出現(xiàn)的432行在發(fā)送端逐行產(chǎn)生的。結(jié)果是所傳輸?shù)?32個(gè)附加信息中只有144行(72行邊緣黑帶的兩倍)是可用的。
必要的縮減成三分之一(432/144)可以采用一種時(shí)分多路傳輸方法來實(shí)現(xiàn)，其中432個(gè)附加信息中每個(gè)都在時(shí)間上被壓縮到三分之一。這樣每三行的附加信息就可在一個(gè)有效傳輸行內(nèi)按時(shí)間順序傳輸。帶寬的相應(yīng)的同倍即三倍上升是由這種時(shí)間壓縮造成的。由于這個(gè)原因，附加信息的基帶源帶寬可以僅為傳輸帶寬的三分之一。對(duì)于PAL視頻信號(hào)，這會(huì)形成大約5MHz/3＝1.67MHz的最大帶寬。
采用此發(fā)明性方法，附加信息以殘留邊帶調(diào)制的形式被調(diào)制在色載波上。由此而形成的附加信息最大帶寬為4.43MHz/3＝1.48MHz。為了實(shí)現(xiàn)這種調(diào)制方法的優(yōu)點(diǎn)所出現(xiàn)的帶寬的最小極限約為百分之11。
在PAL制中采用此發(fā)明所述方法，兼容接收可以通過將PAL色副載波的某個(gè)相位選作調(diào)制頻率(4.43MHz)而受到有利的影響，因?yàn)檫@樣在邊緣黑帶處的由傳輸附加信號(hào)造成的干擾的可見度被降低。標(biāo)準(zhǔn)的PAL接收機(jī)裝有一個(gè)用來抑制相位誤差的所謂的平均電路，其后就是用U和V解調(diào)器的實(shí)際的PAL解調(diào)。圖5表示帶有PAL平均的電路，其中包括延遲模塊51，加法單元52和減法單元53。加法單元52后接U解調(diào)器54，而減法單元53后接V解調(diào)器55。
如果比如說V載波的正相被選作用來在所有行中傳輸附加信息的調(diào)制載波相(即V載波的無行間交替的PAL轉(zhuǎn)換)，從而一個(gè)具有值2＊VF(圖6a)的指針(指標(biāo))就可以在加法單元52的輸出端從具有色載波頻率的現(xiàn)行行n和前一行n-1的指針VFn得到。得出的這個(gè)指針被送至U解調(diào)。由于解調(diào)函數(shù)是相互正交的(相互垂直的)(在U和V載波間有90度相位差)，U解調(diào)器55從2＊VF指針提供零值和一個(gè)具有二倍色載波頻率的成分，這個(gè)成分在已有的PAL接收機(jī)中的U成分信號(hào)路徑中由一個(gè)低通濾波器來抑制。
減法單元53已在V調(diào)制器55的輸入端提供零值(圖6b)。
如果附加信息逐行沒有顯著改變，通過附加信息的可能的失真狀況就可以有利的方式表現(xiàn)出能自行補(bǔ)償?shù)内厔荨?br> 如果將負(fù)V載波相選作調(diào)制相，也可得到同相結(jié)果。在圖6a中，加法單元因而可提供指針-2＊VF，隨后它再用U載波來解調(diào)，并得到零值作為其結(jié)果。
權(quán)利要求
1.電視傳輸系統(tǒng)，用于以第一種標(biāo)準(zhǔn)傳輸視頻信號(hào)，而為第一種標(biāo)準(zhǔn)的接收機(jī)或第二種標(biāo)準(zhǔn)的接收機(jī)兼容接收，特別是用于按照所謂的文書盒方法傳輸帶有特別是在視頻信號(hào)(14)的黑外區(qū)域(21)內(nèi)的附加信息的視頻信號(hào)(14)，以此，附加信息特別地位于，當(dāng)用第一種標(biāo)準(zhǔn)的接收機(jī)再現(xiàn)時(shí)，在第二種標(biāo)準(zhǔn)的畫面之外的視頻信號(hào)(14)的畫面部分，其特征在于附加信息被調(diào)制在色載波上(圖3)，用濾波裝置來獲得殘留邊帶調(diào)制(圖4)，借此附加信號(hào)的包括可能的直流電壓部分在內(nèi)的低頻部分可在較高頻率處(32)傳輸。
2.權(quán)利要求1所述電視傳輸系統(tǒng)，其特征在于色載波(圖3)的電平控制方式是調(diào)制信號(hào)具有從視頻信號(hào)(14)的同步基線(11)直到超出黑電平(12)的幅度范圍。
3.權(quán)利要求1或2所述電視傳輸系統(tǒng)，其特征在于附加信息的解調(diào)是通過與基準(zhǔn)彩色副載波群(13)同步來實(shí)現(xiàn)的。
4.以上一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述電視傳輸系統(tǒng)，其特征在于第二種標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)內(nèi)的裝置相對(duì)于用于調(diào)制信號(hào)的色載波頻率產(chǎn)生一個(gè)尼奎斯特坡降(33)。
5.權(quán)利要求4所述電視傳輸系統(tǒng)，其特征在于裝置在第二種標(biāo)準(zhǔn)的接收機(jī)內(nèi)包括一個(gè)IF濾波器。
6.以上權(quán)利要求1至5中一個(gè)或多個(gè)所述電視傳輸系統(tǒng)，其特征在于附加信號(hào)在時(shí)間上在發(fā)射機(jī)中被壓縮，尤其是壓縮到三分之一。
7.權(quán)利要求6所述電視傳輸系統(tǒng)，其特征在于附加信號(hào)在時(shí)間上在第二種標(biāo)準(zhǔn)的接收機(jī)中被擴(kuò)展，尤其是擴(kuò)展了三倍。
8.權(quán)利要求1至7中一個(gè)或多個(gè)所述電視傳輸系統(tǒng)，其特征在于附加信息被調(diào)制在一個(gè)具有逐行交替不變相位的色載波上(圖6)。
9.權(quán)利要求8所述電視傳輸系統(tǒng)，其特征在于不變相位對(duì)應(yīng)于色載波的正V相。
10.權(quán)利要求8所述電視傳輸系統(tǒng)，其特征在于不變相位對(duì)應(yīng)于色載波的負(fù)V相。
全文摘要
為了求得兼容在文書盒式彩色電視系統(tǒng)中所需附加信息是以明顯降低了的幅度傳輸?shù)模虼说皖l成分具有相對(duì)較高的幅度。因而信噪比被降低了并在現(xiàn)有電視機(jī)上出現(xiàn)同步誤差。通過以色載波的殘留邊帶調(diào)制方式傳輸附加信息，附加信息的幅度可被增大而不致在現(xiàn)有電視接收機(jī)上增加同步誤差。用現(xiàn)有的中頻濾波器可有利地產(chǎn)生色載波的尼奎斯特坡降。如果相位對(duì)應(yīng)于色載波的V相，可能的兼容接收干擾可達(dá)到有利的低水平。
文檔編號(hào)H04N7/00GK1054696SQ9110135
公開日1991年9月18日 申請(qǐng)日期1991年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月7日
發(fā)明者馬丁·普蘭托爾特 申請(qǐng)人:德國湯姆森-勃朗特有限公司