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Title:
DEVICE FOR TRANSMITTING COLOUR VIDEO STILL IMAGES OVER A LOW BANDWIDTH SIGNAL CHANNEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/008445
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for transmitting colour still images with a complex colour image signal of any colour television standard over a signal channel which has a low bandwidth in relation to the colour image signal. In particular, any generally available telephone channel can be used for transmission. A video camera for example serves as an image signal source at the transmission end whilst a conventional television receiver is used to reproduce the images at the other end. The invention is based on the lengthening of the image signal of selected individual video images in terms of time. A complex colour image signal in the form of a sequence of pixels converted into binary values serves as an input signal, said complex colour image signal representing a single whole or half-image. According to the invention, said binary values are converted into an analog signal element before transmission. This signal element alternately represents a pulse length or an interpulse period. The successive signal elements form a rectangular wave. Each signal element contains at least two intervals: one interval is dependent on the binary value, the duration of said interval corresponding with said binary value; and one interval is of constant duration.

Inventors:
REIME GERD (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/004825
Publication Date:
February 18, 1999
Filing Date:
August 03, 1998
Export Citation:
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Assignee:
REIME GERD (DE)
International Classes:
H04N1/64; H04N7/24; H04N7/26; H04N19/00; (IPC1-7): H04N7/14; H04N1/64
Foreign References:
US5136628A1992-08-04
DE3933488A11990-04-12
Attorney, Agent or Firm:
Reinhardt, Harry (Frank, Reinhardt Schwarzwaldstrasse 1A Pforzheim, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Übertragen von stehenden Videobildern mit einem komplexen Farbbildsignal, welches als eine erste Folge von in Binärwerte umgewandelten Bildpunkten vorliegt und für ein einzelnes Volloder Halbbild den Signalrahmen bildet, über einen Signalkanal mit einer gegenüber dem Videofrequenzband des Farbbildsignals relativ geringen Bandbreite, wobei die Vorrichtung zum zeitlichen Dehnen des Farbbildsignals (FBAS) die Binärwerte synchron zu ihrem Erschei nen im Farbbildsignal in einen SchreibLeseSpeicher (RAM 1) schreibt und mit niedrigerer Geschwindigkeit liest, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Über tragen jeder Binärwert in ein analoges Signalelement (SE) umgewandelt wird, welches alternierend eine Pulslänge oder eine Pulspause darstellt mit einem er sten konstanten Zeitabschnitt, dessen Dauer (TzusArz) mindestens die halbe Wellenlänge der oberen Grenzfrequenz des Signalkanals beträgt, und mit einem zweiten Zeitabschnitt, dessen Dauer (TSIGNAL) dem Binärwert entspricht, so daß die Folge der Signalelemente (SE 1, SE 2, SE 3....) eine Rechteckwelle bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalkanal ein Fernsprechkanal in einem beliebigen Fernmeldenetz ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen einstellbaren Bild wertzähler (BWZ 1) und einer bistabilen Schaltung (FF) zum Erzeugen der ana logen Signalelemente (SE 1, SE 2, SE 3....), wobei der Bildwertzähler (BWZ 1) : * durch jeden gelesenen Binärwert auf einen Startwert gesetzt wird, der zumin dest den Binärwert des Bildpunktes enthält, * vom gesetzten Startwert beginnend in einer Takffrequenz (FCLK) zähit und w beim Erreichen eines Endwertes einen Ausgangsimpuls abgibt, der einerseits ein Umschalten der bistabile Schaltung (FF) von einem ersten zu einem zwei ten Ausgangszustand und andererseits ein Lesen des nächst folgenden Binär wertes bewirkt, welcher den Bilbwertzähler (BWZ 1) auf einen neuen Startwert setzt und einen neuen Zählzyklus auslöst.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zumindest während der Übertragungsdauer eines Bildrahmens die Folge der analogen Signalele mente mit einem weiteren Signal, vorzugsweise einem Audiosignal, amplituden moduliert wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechteckwelle eine gegenüber dem Signalkanal reduzierte untere Grenzfrequenz aufweist, so daß innerhalb der Bandbreite des Signalkanals ein Bandbereich zum Übertragen des durch die Amplitudenmodulation entstandenen unteren Seitenbandes vor handen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Audiosignal in seinem Audiofrequenzband komprimiert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Startwert für den Bildwertzähler (BWZ 1) zusatzlich ein Zusatzwert, der einem weiteren Signalwert entspricht, alternierend zur Summe addiert bzw. subtrahiert wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbbildsignal ein analoges FBASSignal ist, welches mit einer Abtasffrequenz (f SAMP) abgeta stet wird, die soweit über dem Doppelten des Videofrequenzbandes liegt, daß beim Wiedergeben des Standbildes die alternierend hinzugefügten Zusatzwerte eine Signalkomponente generieren, deren Frequenzband oberhalb des wieder gabeseitigen Videofrequenzbandes liegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bildausta stung und Bildsynchronisation benötigten Bildzeilen des FBASSignals vor dem Übertragen durch ein Startsignal von kürzerer Dauer ersetzt werden und daß dieses empfängerseitig wieder durch ein generiertes Bildaustastund Synchro signal ausgetauscht wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen an sich bekannten Halbbilddetektor auf der Sendeseite, der mit dem FBASBlockSeletor gekop pelt ist, zum Auswählen der gleichen Halbbildnummer aus dem FBASSignal.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen an sich bekannten Phasendetektor, der mit dem FBASBlockSelektor verbunden ist, welcher nur einen solchen FBASBlock auswähft, bei dem der Burst in einer fest definierten Bildzeile eine bestimmte Phasenlage aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltung zur Detek tion von Phasenfehlern bei einem Übergang von vorangegangenen zu einem neuen Videobild, welche die Phasenlage des FBASBlocks des vorhandenen Bildes derart korrigiert, daß die Phasenabweichung des Burstsignals zum neuen Videobildinhalt minimiert wird, welches vorzugsweise durch Austasten der Ab tasffrequnz 5AMp bewirkt wird.
Description:
BESCHREIBUNG Vorrichtung zum Übertragen farbiger Video-Standbilder über einen Signal- nal geringer Bandbreite Gebiet der Erfindung Die Erfindung betriffl eine Vorrichtung zum Übertragen farbiger Standbilder mit einem komplexen Farbbildsignal einer beliebigen Farbfernsehnorm über einen Signalkanal, der im Verhältnis zum Farbbildsignal eine geringere Bandbreite hat.

Zum Übertragen kann insbesondere jeder aligemein verfügbare Fernsprechkanal eines Telekommunikationsnetzes benutzt werden, wobei der Kanal vorzugsweise parallel dazu, zumindest während in eine Richtung ein Bild übertragen wird, in beiden Richtungen zum Telefonieren nutzbar ist. Auf der Sendeseite dient bei- spielsweise eine Videokamera als Bildsignalquelle, während am anderen Ende ein herkömmlicher Fernsehempfänger zur Bildwiedergabe benutzt wird.

Um ein Videosignal, das eine Videokamera beim Aufnehmen als komplexes Farb- bildsignal, z. B. als FBAS-Signal nach dem PAL-Verfahren bereitstellt, mit guter Farbqualität und Bildauflösung zu einem Fernsehgerät zu übertragen, wird übli- cherweise ein Videofrequenzband von 5 MHz benötigt. Bei allen gebräuchlichen Übertragungsnormen, wie beispielsweise den Normen PAL, SECAM und NTSC, sind in diesem Frequenzbereich sowohl das Leuchtdichtesignal als auch das ge- trägerte Farbartsignal enthalten. Darüber hinaus wird übticherweise dem Farbbild- signal im allgemeinen mindestens ein Audiosignal überlagert und zur Wiedergabe- seite ein komplexes AudioNideosignal übertragen. Bei der vorliegende Erfindung wird jedoch nur das zu übertragene Farbbildsignal (FBAS) ohne überlagerte Audio- signale aufbereitet. Letzteres wird bei der Aufbereitung gesondert hinzugefügt.

Dabei tritt der besonderer Vorteil auf, von den Fernseh-und Fernsprech-Übertra- gungsnormen unabhängig zu sein.

Stand der Technik Eine erste bekannte Möglichkeit zum Übertragen von Videobildern über einen Ka- nal mit geringer Bandbreite besteht darin, ein herkömmliches, breitbandiges und analoges Farbbildsignal (FBAS) in ein digitales umzuwandeln und zeitlich zu deh- nen. Dazu wird aus dem Farbbildsignal der Signalabschnitt eines einzelnen Video- vollbildes oder gar nur eines Halbbildes ausgewählt. Der ausgewähite Signal- schnitt wird mit Hilfe einer Abtastschaltung entsprechend der gewünschten Auflö- sung in eine Sequenz diskreter Bildpunkte zerlegt, von denen ein Digi- tal/Analogwandler pro Bildpunkt einen Binärwert bildet. Das resultierende digitale Farbbildsignal stellt eine Sequenz von den Binärwerten aller Bildpunkte des aus- gewählten Bildes dar, welche in einem elektronischen Speicher, beispielsweise einem feldprogrammierbaren RAM-Schaltkreis, gepuffert und anschließend mit beliebiger, insbesondere mit wesentlich geringerer Taktgeschwindigkeit, gelesen und übertragen werden. Dieses hat zwar den Nachteil, daß nur Standbilder über- tragbar sind. Dieses ist jedoch bei geringem technischen Aufwand in guter Farbqualität und hoher Bildauflösung möglich.

Eine zweite Möglichkeit ist unter der Gattung"Bildtelefon"bekannt und gestattet im Echtzeitbetrieb, also ohne Zeitverzögerung, das Übertragen von bewegten Bildern mit Mitteln zur Datenreduktion und Datenkomprimierung. Dabei wird ein Bild über- tragen, das gegenüber einem üblichen Fernsehbild sowohl eine wesentlich gerin- gere Zahl an Bildzeilen als auch eine geringere Bildauflösung besitzt. Andererseits sind aufwendige Mittel zur Datenreduktion benötigt. Diese führt dazu, daß trotz eines hohen technischen Aufwandes nur eine gegenüber dem Fernsehbild stark eingeschränkte Bildqualität erreichbar ist oder daß das Kommunikationsnetz be- sondere Bedingungen erfüllen muß, wie beispielsweise das Verwenden von Breit- band-ISDN-Kanälen oder der Parallelbetrieb von ISDN-Fernsprechkanälen. Auf diese Weise haben die bisher bekannten Systeme bisher kaum Verbreitung gefun- den und sind in der Anschaffung sehr teuer.

Zusammenfassung der Erfindung Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung eine einfache Möglichkeit zum Übertragen von Standbildern über einen Signalkanal, der im Verhältnis zum Farbbildsignal eine vielfach geringere Bandbreite hat, aufzuzeigen. Dabei soll insbesondere jeder beliebige Fernsprechkanal eines allgemein verfügbaren analogen oder digitalen Fernsprechnetzes und jede beliebige Fernsehnorm genutzt werden. Außerdem wird die vom Fernsehen bekannte Bildqualität gefordert und der Signalkanal soll vor- zugsweise beidseitig zum Fernsprechen nutzbar sein. Die Bildaufnahme soll vor- zugsweise mit einer handelsüblichen Videokamera und mindestens die Bildwieder- gabe mit einem handetsübfichen Fernsehgerät erfolgen.

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung von der eingangs beschriebenen Mög- lichkeit aus, das Bildsignal einzelner ausgewähfter Videobilder zeitlich zu dehnen.

Als Eingangssignal dient ein komplexes Farbbildsignal, welches als eine Folge von in Binärwerte umgewandelten Bildpunkten vorliegt und für ein einzelnes Voll-oder Halbbild den Signalrahmen bildet. Zum zeitlichen Dehnen des Farbbildsignals werden die Binärwerte synchron mit ihrem Erscheinen im Signalrahmen in einen Schreib-Leses-Speicher geschrieben und anschließend mit einem an die Band- breite des Signalkanals angepaßten niedrigeren Lesegeschwindigkeit, die von der Höhe der Binärwerte abhängt, gelesen.

Entsprechend der Erfindung werden die Binärwerte vor dem Übertragen in ein analoges Signalelement gewandelt, welches alternierend eine Pulslänge oder eine Pulspause darstellt. Die aufeinander folgenden Signalelemente bilden eine Recht- eckwelle. Jedes Signalelemente enthält mindestens zwei Zeitabschnitte. Einen vom Binärwert abhängigen Zeitabschnitt, dessen Dauer dem Binärwert entspricht, und einen in der Dauer konstanten Zeitabschnitt, der gewährleistet, daß bei einem Binärwert von Null das analoge Signalelement mindestens die Dauer einer halben Wellenlänge der oberen Grenzfrequenz des Signalkanals aufweist. So daß selbst bei aufeinanderfolgenden Signalelementen mit dem Wert Null, beispielsweise beim Übertragen des Synchronbodens im Austast-und Synchronsignal, die Grundfre- quenz der Rechteckwelle unterhalb der Grenzfrequenz des Signalkanals bleibt.

Da bei der beschriebenen Folge von Signalelementen der Binärwert die Gesamt- dauer jedes analogen Signalelementes bestimmt, hängt die Übertragungsdauer eines Bildrahmens jeweils vom aktuellen Bildinhalt ab. Das Auslesen der Binär- werte aus dem Schreib-Lese-Speicher erfolgt also nicht in Abhängigkeit von einer Taktfrequenz sondern in Zeitabständen, die jeweils durch den aktuellen Binärwert bestimmt werden.

Das komplexe Videosignal wird auf bekanntem Wege durch Abtasten und Ana- log/Digitalwandlung eines herkömmlich analogen Farb-, Bild-, Austast-und Syn- chronsignal (FBAS) erzeugt. Alternativ dazu, kann jedoch auch ein digitales Farb- bildsignal als Ausgangsbasis dienen, welches sowohl den Luminanzwert als auch den Chrominanzwert jedes Bildpunktes mit einem einzigen Binärwert darstellt.

Da in den Schreib-Lese-Speicher Binärwerte von einem komplexen Farbbildsignal geschrieben werden, ist unabhängig von der Fernsehnorm jedes Videosignal mit beliebiger Geschwindigkeit übertragbar, ohne daß Verluste bei der Bildauflösung und Farbqualität auftreten.

Über einen Fernsprechkanal mit einer Bandbreite von etwa 3 kHz kann mit gerin- gem technischen Aufwand ein einzelnes Videobild in der vom Fernsehen bekann- ten Bildauflösung und Farbqualität mit allen Austast-und Synchronzeichen über- tragen werden, so daß auf der Empfangsseite die Wiedergabe mit einem konven- tionellen Farbfernsehgerät möglich ist.

Die analogen Signalelemente erzeugt ein auf Startwerte einstellbarer Bildwertzäh- ler im Zusammenwirken mit einer Schaltung zur Startverzögerung und einer bista- bilen Schaltung. Jeder Binärwert setzt den Bildwertzähler auf einen entsprechen- den Startwert. Danach hält zunächst die Schaltung zur Startverzögerung den Bild- wertzähler für die Dauer des konstanten Zeitabschnitts inaktiv. Anschließend schaltet eine Takffrequenz den Bildwertzähler in gleichen Zeitabständen in Rich- tung eines Endwertes weiter. Beim Erreichen des Endwertes generiert der Zähler einen Ausgangsimpuls, der einerseits ein Umschalten der bistabilen Schaltung von einem ersten zu einem zweiten Ausgangszustand und andererseits ein Lesen des darauf folgenden Binärwertes bewirkt, welcher den Zähler auf einen neuen Start- wert setzt und einen neuen Zähtzyktus auslöst. Am Ausgang der bistabilen Schal- tung liegt eine Rechteckwelle, bei welcher der zeitliche Abstand zwischen zwei Umschaltpunkten jeweils dem komplexen Signalwert eines Bildpunktes entspricht und deren kürzeste Impuls-bzw. Pausendauer nicht unterhalb der halben Wellen- länge der oberen Grenzfrequenz des Signalkanals liegt.

Gemäß einer dazu zweiten Ausführungsform der Erfindung wird der Startwert des Bildwertzählers aus der Summe des bildabhängigen Binärwertes und einer zusätz- lichen binären Konstante gebildet. Direkt nach dem Setzen des um die Konstante erhöhten Startwertes schaltet die Taktfrequenz den Zähler in gleichen Zeitab- schnitten weiter. Auf diese Weise wird ein Signalelement, das mindestens die Dau- er der halben Wellenlänge der oberen Grenzfrequenz des Signalkanals aufweist, auf digitalem Wege erzeugt.

Entsprechend einer weiteren Ausführung der Erfindung wird zumindest während der Übertragungsdauer eines Bildrahmens die Folge der analogen Signalelemente mit einem weiteren Signal amplitudenmoduliert. Somit kann zusätzlich über den Signalkanal parallel zur zeitlich gedehnten Bildübertragung in Richtung Bildwieder- gabe ein Sprachsignal im Echtzeitmodus, d. h., zeitlich ungedehnt, übertragen wer- den, beispielsweise zum Erläutern des Videobildes. Zum ungestörten Übertragen des durch die Amplitudenmodulation entstandenen unteren Seitenbandes wird die untere Grenzfrequenz der Rechteckwelle gegenüber der Bandbreite des Signal- nal reduziert. Dafür werden die Takffrequenz für das Weiterschalten des Bildwert- zählers und die Dauer des konstanten Zeitabschnitts so festgelegt, daß die Recht- eckwelle stets im oberen Übertragungsband des Signalkanals, vorzugsweise im oberen Drittel liegt. Der Rechteckwelle kann auch ein im unteren Übertragungs- band liegendes Sprachsignal linear überlagert werden. Um ein Sprachsignal zur Empfängerseite übertragen zu können, bei dem eine aus- reichende Sprachverständlichkeit erzielbar ist, wird das Frequenzband des Audio- signals vor der Amplitudenmodulation komprimiert. Dieses erfolgt zum Beispiel durch senderseitige Frequenzteilung und empfängerseitiges Verdoppeln der Sprachsignalfrequenz.

Vorteilhaft wird das Farbbildsignal mit einer Abtasffrequenz abgetastet, die deutlich über dem Doppelten des Videofrequenzbandes liegt. Damit generieren Änderungen mit alternierender Elementedauer, die den aufeinander folgenden Signalelementen überlagert sind, beim Wiedergeben des Bildes eine Signalkomponente, deren Fre- quenzband oberhalb des wiedergabeseitigen Videofrequenzbandes liegt. Infolge der begrenzten Bildauflösung sind diese Zeitänderungen wiedergabeseitig nicht wahrnehmbar. Deshalb ist es möglich, dem Startwert für den Zähler zusätzlich zur Summe aus dem Grundwert und dem ersten Zusatzwert, der dem Binärwert des Bildwertes entspricht, einen zweiten Zusatzwert eines weiteren Signalwertes hinzu- zufügen und diesen alternierend zur Summe zu addieren bzw. zu subtrahieren, so daß sich die Zusatzwerte zwischen aufeinanderfolgenden Signalelementen annä- hernd auslöschen.

Der Telefonverkehr in der Gegenrichtung wird auf dem selben Signalkanal durch lineares Überlagern realisiert.

Kurzbeschreibung der Figuren Es zeigen : Fig. 1 das bekannte Prinzip der zeitlichen Signaldehnung auf der Sendeseite Fig. 2 das erfindungsgemäße Prinzip der Signalanpassung an den Signalkanal Fig. 3 das erfindungsgemäße Prinzip der Signalrückgewinnung auf der Empfangsseite Fig. 4 die schrittweise Siganalaufbereitung auf der Sendeseite Bevorzuqte Ausführunasformen der Erfindung Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert wer- den. Dieses legt ein FBAS-Signal nach der in Mitteleuropa üblichen PAL-Norm mit einem Videofrequenzband von 5 MHz und 625 Zeilen pro Vollbild zu Grunde. Die Funktion der Vorrichtung entsprechend der Erfindung ist jedoch an keine Übertra- gungsnorm gebunden, so daß die aufgeführten Zahlenwerte Beispiele sind. Die Ausführungsbeispiele sollen daher das erfinderische Konzept nicht auf eine be- stimmte physikalische Anordnung beschränken.

Wie Fig. 1 zeigt, dient auf der Bildsendeseite eine handelsübliche Videokamera als Bildsignalquelle CAM. Diese erzeugt ein analoges komplexes Farbbildsignal FBAS.

Ein an sich bekannter FBAS-Block-Selektor wähit nach dem Aktivieren durch einen Benutzer aus dem FBAS-Signal einen einzelnen FBAS-Signalblock aus, der vor- teilhaft zumindest den Signalabschnitt des sichtbaren Teils eines Videohalbbildes umfaßt. Dieser enthält 288 Bildzeilen von den 312/313 Bildzeilen eines Videohalb- bildes, welche bei der Wiedergabe aktiv auf dem Bildschirm erscheinen. Ein Ana- log/Digitalwandler A/D tastet schrittweise den FBAS-Signalblock ab und wandelt jeden abgetasteten Bildwert in einen entsprechenden Binärwerte mit einer Wort- länge von 8 Bit. Die benutzte Abtastfrequenz fsAMP ist größer als das Doppelte der oberen Grenzfrequenz des zu übertragenen Videofrequenzbandes und beträgt im vorliegenden Beispiel fsAMP = 12 MHz. Das Abtasten wird durch das folgende verti- kale Austast-und Synchronsignal gestoppt. Aus dem FBAS-Signalblock eines einzelnen Videohalbbildes entsteht eine Zeitfolge von Binärwerten, die jeweils sowohl die Luminanz-als auch die Chrominanzinformation eines einzelnen Bild- punktes enthalten.

Nach einer besonderen Ausführung der Erfindung werden die zur Bildaustastung und Bildsynchronisation benötigten Bildzeilen des FBAS-Signals vor dem Übertra- gen durch ein Startsignal von kürzerer Dauer ersetzt. Dieses wird empfängerseitig wieder durch ein generiertes Signal ausgetauscht. Das Startsignal wird zum Ver- kürzen der Übertragungsdauer anstelle des vertikalen Austast-und Synchronsi- gnals übertragen.

Die Binärwerte des FBAS-Signalblocks werden synchron zur Abtasffrequenz fsAMp in die Speicherfelder eines feldprogrammierbaren Schreib-Lese-Speichers RAM geschrieben. Bei der benutzten Abtasffrequenz fsAMP = 12 MHz entstehen bei einer üblichen Dauer einer Bildzeile von 64 jj. s pro Bildzeile 768 Bildwerte. Bei einem Halbbild mit 313 Zeilen können alle Bildwerte des Halbbildes einschließlich der horizontalen und vertikalen Austast-und Synchronsignale in einem RAM- Schaltkreis mit einer Speicherkapazität von 245 760 Byte gespeichert werden. Die Binärwerte werden mit der Abtastfrequenz fsAMP eingeschrieben. Dazu liegt am Schreibadressen-Eingang WA ein Adressenzähler AD COUN 1, der synchron zum Abtasten die am Bild-Daten-Eingang PDI liegenden Binärwerte an die Speicherfel- der adressiert. Ein Detektor, der jeden Adressenwechsel registriert, bewirkt, daß die Binärwerte nacheinander in die Speicherfelder geladen werden. Der FBAS- Block-Selektor setzt den Schreib-Lese-Speicher RAM durch ein RAM- Freigabesignal für die Dauer des FBAS-Signalblocks in den Schreibzustand. Da- durch wird gewährfeistet, daß Anfang und Ende jedes ausgewähtten FBAS-Signal- Blocks stets in die selben Bereiche des Speichers RAM geschrieben werden.

Das Lesen der gespeicherten Binärwerte erfolgt mit einer wesentlich niedrigeren, an die Bandbreite des Signalkanal angepaßten und vom Bildinhalt abhängigen Geschwindigkeit. Dafür adressiert im Beispiel ein am Eingang RA liegender zweiter Adressenzähler AD COUN 2 den Schreib-Lese-Speicher RAM.

Die Beschreibung des Schreib-Lese-Vorgangs stellt nur eine von vielen Möglich- keiten dar. In der Praxis wurde ein speziell für die Videobildspeicherung entwickel- ter feldprogrammierbarer FIFO-RAM benutzt. Dieser besitzt gemeinsame Daten- eingangs-und Datenausgangs-Terminals sowie integrierte Adressenzähler und einen Adressenwechseldetektor, so daß das Laden bzw. Lesen durch Zufuhr ent- sprechender Befehlsimpulse erfolgt.

Die bisher beschriebene Schaltung entspricht mit Ausnahme der variablen Ausle- segeschwindigkeit den bekannten Lösungen.

Entsprechend der Erfindung wird jeder gelesene Binärwert vor dem Übertragen in ein analoges Signalelement umgewandelt, und alle Signalelemente eines ausge- wählten Bildes seriell übertragen. Damit wird die Anwendbarkeit des Verfahrens systemunabhängig sowohl auf analoge als auch auf digitale Übertragungswege ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Aufbereitung des FBAS-Signal-Blocks zeigt Fig. 2. Das Umwandeln der Bildwerte übernimmt erfindungsgemäß ein auf einen Startwert programmierbarer Bildwertzähler BWZ 1, der einen Dateneingang Dl, einen Zei- toffseteingang 01 und einen Takteingang CLK aufweist. Am Dateneingang DI liegen die aus dem Schreib-Lese-Speicher RAM gelesen Binärwerte und setzen den Bild- wertzähler BWZ 1 auf einen Startwert, der jeweils dem digitalen Bildwert vom aktu- ell übertragenen Signalelement entspricht. Im Beispiel ist der Startwert ein Code- wort im Bereich der Binärwerte 0 bis 255. Eine Startverzögerung an einem Offseteingang 01 hält den Bildwertzähler BWZ 1 für die Dauer TzusATz des kon- stanten Zeitabschnitts inaktiv. Die Lage der konstanten Zeitabschnitte mit einer Dauer T ZUSATZ innerhalb von aufeinanderfolgenden Signalelementen SE 1, SE 2, SE 3 zeigt Fig. 4 a). Im Beispiel realisiert die Startverzögerung ein Konstantwert- zähler KWZ 1 ähnlich dem Bildwertzähler, der jedoch im Gegensatz zu diesem mit einem konstanten Wert programmiert ist. Der Konstantwertzähler KWZ 1 wird über den Reseteingang RS jeweils mit dem Lesen eines Binärwertes gestartet und von einer Takffrequenz fcLK getaktet. Bis zum Ablauf jeder Zähtperiode, die im Beispiel eine Dauer TzusATz = 167, uS aufweist, sperrt der Konstantwertzähler KWZ 1 den Bildwertzähler. Dieses gewährleistet, daß sich aufeinanderfolgende Signalelemente mit dem Binärwert nahe oder gleich Null mit einer Frequenz von kleiner bzw. gleich 3000 Hz wiederholen, wodurch die Grenzfrequenz eines Telefonkanals nicht über- schritten wird.

Nach Ablauf des konstanten Zeitabschnitts T zusatz schaltet die Takffrequenz fcLK, deren Wert die maximale Dauer des ersten, vom Binärwert abhängigen Zeit- abschnitt festlegt, den Bildwertzähler BWZ 1 in gleichmäßigen Zeitschritten vor- zugsweise in rückwärtiger Richtung beginnend am gesetzten Startwert bis zum Erreichen eines Endwertes, beispielsweise dem Wert"Null", weiter. Beim Erreichen dieses Endwertes, also nach Ablauf der in Fig. 4 a) gezeigten Zeit TSE = TzusATz + SIGNAL, erzeugt der Bildwerzähler BWZ 1 am Pulsausgang PO einen Ausgangsimpuls, dessen zeitliche Lage vom Binärwert abhängt. Dieser bewirkt, daß der nächst folgende digitale Bildwert aus dem Schreib-Lese-Speicher RAM gelesen wird, welcher den Zähler BWZ 1 auf einen neuen Startwert setzt und eine neue Zähtperiode auslöst. Als Resultat entsteht am Pulsausgang PO eine Pulsfol- ge, bei der, wie in Fig. 4b gezeigt, die Abstände TSE der Pulse jeweils einem Bild- wert in Form eines Signalelements SE entsprechen. Im vorliegenden Beispiel wird die Takffrequenz fcLK so gewählt, daß der erste, vom Binärwert abhängige Zeitab- schnitt maximal 83 ps dauert. Dieses bedingt eine Taktfrequenz fcLK. die den Bild- wertzähler BWZ 1 etwa alle 0,32 LtS weiter schaltet. Damit ist die Wiederholfre- quenz bei mehreren aufeinanderfolgende Signalelemente mit dem maximalen Bi- närwert von 255 minimal 2000 Hz, d. h. die Signalelemente SE des komplexen Farbbildsignals benötigen im Signalkanal das oberere Frequenzband von 2000 bis 3000 Hz. Das so entstandene puls-abstands-modulierte Signal mit steilen Flanken der Pulse ist jedoch nicht zum Übertragen auf einem schmalbandigen Kanal geeig- net, da die Impulse integriert werden und von den in beiden Richtungen übertrage- nen Audiosignal nicht mehr abgetrennt werden können. Deshalb wird das puls- abstands-modulierte Signal einer bistabilen Schaltung FF, beispielsweise einem Flip-Flop, als Taktsignal zugeführt und in eine Rechteckwelle mit Umschaltpunkten gewandelt, deren zeitliche Lage exakt den digitalen Bildwerten entspricht. Diese Welle zeigt Fig. 4 c). Vor dem Übertragen trennt, wie in Fig. 4 a) gezeigt, ein Band- paßfilter BPF sowohl den Gleichstromanteil als auch die Oberwellen ab.

Da auf der Wiedergabeseite zum Reproduzieren des originalen Farbbildsignals weder die Signalamplitude noch die Flankensteilheit der Rechteckwellen erforder- tich ist, können die Takffrequenz fcKL für den Zähler und der konstante Zeitabschnitt so gewähtt werden, daß die Rechteckwelle im oberen Frequenzband des Signal- nals liegen. In der Praxis hat sich für einen Fernmeldekanal mit einer Bandbreite von etwa 300 Hz bis 3200 Hz der genannte Frequenzbereich als günstig erwiesen, da zum einem der Vorteil entsteht, daß die in einem Fernsprechgerät eingebauten Filtermittel die Rechteckwelle integrieren, um ein weiteres Digitalisieren der Recht- eckwelle mit der im ISDN-Netz üblichen Abtasffrequenz von 8 kHz zu ermöglichen, Zum anderen bietet das genannte Frequenzband ausreichend Platz zum Übertra- gen des unteren Seitenbandes, das entsteht, wenn die Rechteckwelle auf der Auf- nahmeseite vor dem Übertragen mit einem zweiten Signal im vorliegenden Fall das aufnahmeseitige Fernsprechsignal moduliert wird.

Um empfängerseitig die Übertragung eines Videobildes vom gewöhnlichen Fern- sprechbetrieb unterscheiden zu können, wird vor der Bildübertragung eine Kenn- sequenz gesendet.

Den empfängerseitigen Teil der Vorrichtung zeigt Fig. 3. Dieser enthält am Si- gnaleingang, der mit dem nicht dargestellten Signalkanal verbunden ist, einen Nulldurchgangsdetektor NDD, gefolgt von einem empfängerseitigen Konstant- wertzähler KWZ 2, einem Bildwertzähler BWZ 2 und einem Schreib-Lese-Speicher RAM 2 mit Adressenzählern AD COUN 3 und AD COUN 4. Der Konstantwertzähler KWZ 2 und der Schreib-Lese-Speicher RAM 2 entsprechen in Aufbau-und Funkti- on den senderseitigen Baugruppen. Der Nulldurchgangsdetektor NND reproduziert aus der Grundwelle des empfangenen Signals das puls-abstands-modulierte Si- gnal, das dem am Pulsausgang PO vom senderseitigen Bildwertzähler entspricht und in Fig. 4 b) gezeigt ist. Diese Pulsfolge setzt den Konstantwertzähler KWZ 2 jeweils auf seinen Anfangswert zurück, so daß dieser zu Beginn der Dauer TSE jeweils einen Zählzyklus im Takt einer empfängerseitig erzeugten Taktfrequenz fcLK startet, bis der intern progammierte Konstantwert erreicht ist und ein Freigabesignal generiert wird. Auf diese Weise wird empfängerseitig das Ende des auf der Sende- seite zu jeden Signalelement addierte konstante Zeitabschnitts mit der Dauer TzusATz = 167, US angezeigt. Das Freigabesignal wird benötigt, um die Dauer TSE der analogen Signalelement um die Dauer TZUSATZ des entsprechenden konstanten Zeitabschnitts zu verkürzen. Der Bildwertzähler BWZ 2 weist einen Enable-Eingang zum Aktivieren/Deaktivieren, einen Takteingang CLK sowie einen Datenausgang auf, an dem der aktuelle Zählerstand als Binärwert angezeigt wird. Bis zum Er- scheinen des Freigabesignals und damit während der Dauer TZUSATZ des konstan- ten Zeitabschnitts bleibt der Bildwertzähler BWZ 2 inaktiv. Erst danach, also mit Beginn des zweiten Zeitabschnitts, dessen Dauer TSIGNAL dem Binärwert entspricht, beginnt der Biidwertzähler BWZ 2 seinen Zähtzykfus im Takt der Taktfrequenz fcLK.

Mit dem Erscheinen des folgenden Impulses am Ausgang des Nulldurchgangsde- tektors NDD wird ein Adressenzähler AD COUN 3 am Eingang WA für die Schrei- badressen des Schreib-Lese-Speichers RAM auf die nächste Feldadresse weiter- geschaltet. Worauf ein im Schreib-Lese-Speicher RAM 2 enthaltener Adressen- wechsel-Detektor den am Datenausgang des Bildwertzählers BWZ 2 liegenden Binärwert in den Schreib-Lese-Speicher RAM 2 schreibt. Gleichzeitig startet der Impuls des Nulldurchgangsdetektors NDD den Konstantwertzähler KWZ 2 setzt mit einer kurzen Verzögerung Verz den Bildwertzähler BWZ auf den Wert Null zurück.

Eine neue Zähtperiode beginnt und lauft bis zum Erscheinen des nächsten Impul- ses am Ausgang des Nulldurchgangsdetektors NDD. Auf diese Weise werden nacheinander die Binärwerte des FBAS-Signalblocks zurückgewonnen und emp- fängerseitig synchron zur Übertragungsgeschwindigkeit in den Schreib-Lese- Speicher RAM 2 geladen. Da die Dauer TSE von den Bildwerten abhängt, erfolgt der Ladevorgang mit variabler Geschwindigkeit.

Der Schreib-Lese-Speicher RAM 2 wird im Takt der Abtasffrequenz f SAMP zyklisch ausgelesen. Die Binärwerte des FBAS-Signalblocks liegen damit als sich ständig wiederholende Signalfolge eines Videobildes am Eingang eines Digi- tal/Analogwandlers AD. Dieser wandelt im Zuammenwirken mit dem Tiefpaßfilter TPF in bekannter Weise die Binärwerte in das kontinuierliche analoge Signal des ursprünglichen FBAS-Signalblocks zurück, der dem Fernsehgerät TV zyklisch zu- geführt wird, so daß ein Standbild entsteht. Die Übertragung erfolgt mit Bildabhäni- ger variabler Geschwindigkeit, aber da für einen bestimmten Bildpunkt einer be- stimmten Zeile immer die gleiche Feldadresse angewähit wird, entsteht beim Bild- aufbau zwischen bereits vorhandenem Bildinhalt und neu eingeschriebenen Bildin- halt mit unterschiedlichen Helligkeitswerten keine zeitliche Abweichung, das heißt keine Bildstörung.

Zum Verbessern des Signal-Rausch-Abstandes sind in den Signalweg des Senders ein Preemphasisglied und in den des Empfängers ein Deemphasisglied geschaltet.

Wenn nacheinander verschiedene Videobilder übertragen werden, treten zwischen den verschiedenen Videobildern unter Umständen Bildsynchronisationsfehler auf, sofern die FBAS-Signalblöcke aus verschiedenen Halbbildern übertragen werden.

Es ist deshalb vorteilhaft, auf der Sendeseite mit dem FBAS-Block-Selektor einen an sich bekannten Halbbilddetektor zu koppeln, der gewährleistet, daß dieser im- mer das gleiche Halbbild aus dem FBAS-Signal auswähit.

Ebenso können zwischen verschieden Videobildern Probleme mit der Farbsyn- chronisation auftretren. Diese werden insbesondere bei PAL-Übertragungen durch die alternierende Phasenlage des Farb-Burstes im Übergangsbereich vom voran- gegangenen zum neuen Videobild verursacht. Diese Farbfehler sind vermeidbar, wenn auf der Sendeseite ein an sich bekannter Phasendetektor mit dem FBAS- Block-Selektor verbunden ist, der nur einen solchen FBAS-Block auswählt, bei dem in einer fest definierten Bildzeile der Burst eine bestimmte Phasenlage aufweist.

Wiedergabeseitig braucht daher nur eine Phasendetektion beim Übergang von z.

B. 50% neu eingeschriebenem Bildinhalt zu einem bereits vorhandenen Bildinhalt geringer Burstphasenfehler zu detektieren und z. B. über eine Phasenschiebe- schaltung zu korrigieren. Mit dem Signal des Burstphasenfehlerdetektors kann kurzzeitig z. B. immer während einer Periode der Abtasffrequenz fsAMp pro Zeile die Abtasffrequenz fsAMP unterbrochen werden, so daß pro Zeile nach einem Übergang eines neu eingeschriebenen Dateninhaltes zu einem bereits vorhandenem Daten- inhalt im RAM 2 beim Auslesen eine kurze Zeitdehnung entsteht. Phasenfehler des Farbsignal werden durch diese Maßnahme korrigiert und somit entsteht während des Überschreibens eines vorhandenen Bildinhaltes mit einem neuen Bildinhalt kein nennenswerter Farbfehler.