专利名称：电视传输系统的制作方法
此发明涉及用于以第一种标准传输视频信号，而为第一种标准的接收机或第二种标准接收机兼容接收的一种电视传输系统。
为了将16∶9宽画幅用于现有的画幅为4∶3的电视标准(例如PAL、SECAM、NTSC)，正在讨论所谓的“文书盒”(letter box)方法。采用这种方法，16∶9的信息可以以某种兼容的方式在4∶3接收机上映出，在画面上下边缘有黑带。因此，为了适应4∶3接收机的几何条件，需要有一种垂直译码功能，使得在4∶3接收机画面可见区域内只映出432个有效行。4∶3画面有效区域中的其余144行在4∶3接收机上作为各宽72行的黑带出现在画面上下缘处。有关这种方法的说明见于柏林1989年1月17日FKTG讲座中由G.Holoch所作的“PAL的可能的改进和发展趋势”。
但是对于在16∶9接收机上的全画幅映出，需要16∶9源信号有附加信息，例如，有关在4∶3接收机上作为黑带出现的144行的信息。有关这144行的信息可以作为附加信息在所谓的黑外区域传输，根据Funkschau issue No.18/1989中A.Ziemev，E.Matzel的“老式PAL中的新方法”。因此，黑电平与比如说同步脉冲幅度一半之间的视频信号幅度区域得到了利用。通过这种方法，加入的附加信息在4∶3接收机上是不可见的。
可用同样方式传输的其它附加信息在P39 30 964中作了说明。
用所述方式来传输附加信息，显然会因难以与普通的4∶3接收机同步而出现兼容性问题。例如，这些问题可表现为垂直同步不稳或者可见画面窗口边缘(接近黑带处)的行撕裂。这些同步问题肯定应归咎于以较高的能量份额传输附加信息的低频频谱成分(直流部分)。
此发明旨在提出一种兼容的传输系统，能向已知的4∶3接收机传送16∶9接收机的附加信息，尤其是以改善的向下兼容性。
这个目标是由本发明的电视传输系统来达到的。它使附加信息被调制在色载波上，用滤波装置来获得残留边带调制，借此附加信息包括可能的直流电压部分在内的低频部分可在较高频率处传输。
需传输的附加信息采用残留边带调制方法调制在比如说PAL制的色载波上。因此，在统计上具有较高能量份额的低频频谱部分和可能出现的直流成分被移到高频色载波上。因此，基带信息的低能高频部分在低频区域传输。调制过程因而可在色载波频率轴上形成附加信息原始频谱的映象。
而且，由于已有的接收机电路通常在同步脉冲处理之前有一低通滤波器，通过这种方法可在黑外区域获得更高的调制度，并且因而不会出现由于高能份额的高频传输造成的同步失调。可能的较高调制度有利于提高附加信息的信噪比。
下面利用附图对此发明作进一步说明。其中所示出的为
图1 已知的彩色电视信号，图2 用已知方法加入黑外区域的附加信息，图3 此发明所述的基带频谱分布，图4 已知IF滤波器的幅度特性，图5 已知的PAL平均和解调，
图6 用此发明所述的兼容接收方法补偿干扰成分。
图1表示一个CSCC信号，带有同步脉冲11、边沿12、基准彩色副载波群13，以及14那样的视频信号。
图2表示如Funkschan 18/1989中A.Ziemer，E.Matzel的“老式PAL中的新方法”所述的在视频信号黑外区域中加入的附加信息。可以看出在同步脉冲幅度一半与黑电平之间附加信息具有相对较小的幅度范围。
图3表示一个PAL传输频道的幅频响应31，色载波的残留边带调制32，以及带有一6分贝点34的所需的尼奎斯特坡降33。
通过以残留边带调制方式用附加信息来调制色载波，受直流部分或分别受幅度较高的各低频部分影响的附加信息传输就有可能以某种有利的方式进行，而不会破坏现行标准接收机的同步。而且，整个附加信息的幅度范围可明显增大至同步脉冲基线和黑电平值之上某个电平之间的范围。这就可以有利地改善附加信息的信噪比。
为了用对应于色载波频率的尼奎斯特坡降通带(即6分贝衰减对应于色载波频率)形成残留边带所需的滤波原则上可以在发送端或接收端甚或由那里的两个滤波器的共同作用来实现，比如说在发射机和接收机中采用两个相同的滤波器特性。
采用上述最后一种方法，可以使用目前用于电视接收机中的IF滤波器(例如装在汤姆森CSF公司生产的IF模块IF2132中的由三洋公司生产的TSF5315)，用它在接收机内造成色载波频率处的3分贝幅降(在中频位置中色载波频率＝34.47MHz)。
图4表示这种IF滤波器的幅度特性，标绘出不同成分的特定容限。
在发送端也要进行滤波，使得色载波频率处再幅降3分贝。对附加信息的这一滤波也可以在中频位置用一个类似的滤波装置来方便地完成。这样做的好处在于残留边带调制在这一发明性应用中至少在接收机中不需要使用有利于现已使用的IF特性的滤波器。
据P 39 30 964称，附加信息包含有信号成分，它们可通过接收机端的后处理从传输的隔行信号产生一个信号，该接收机被提供带有432行有效画面容量的一个顺序扫描画面的完整画幅，并具有16∶9的画面比例。
此发明所述方法可以用于这种附加信号的传输。
附加信号是为在接收机上出现的432行在发送端逐行产生的。结果是所传输的432个附加信息中只有144行(72行边缘黑带的两倍)是可用的。
必要的缩减成三分之一(432/144)可以采用一种时分多路传输方法来实现，其中432个附加信息中每个都在时间上被压缩到三分之一。这样每三行的附加信息就可在一个有效传输行内按时间顺序传输。带宽的相应的同倍即三倍上升是由这种时间压缩造成的。由于这个原因，附加信息的基带源带宽可以仅为传输带宽的三分之一。对于PAL视频信号，这会形成大约5MHz/3＝1.67MHz的最大带宽。
采用此发明性方法，附加信息以残留边带调制的形式被调制在色载波上。由此而形成的附加信息最大带宽为4.43MHz/3＝1.48MHz。为了实现这种调制方法的优点所出现的带宽的最小极限约为百分之11。
在PAL制中采用此发明所述方法，兼容接收可以通过将PAL色副载波的某个相位选作调制频率(4.43MHz)而受到有利的影响，因为这样在边缘黑带处的由传输附加信号造成的干扰的可见度被降低。标准的PAL接收机装有一个用来抑制相位误差的所谓的平均电路，其后就是用U和V解调器的实际的PAL解调。图5表示带有PAL平均的电路，其中包括延迟模块51，加法单元52和减法单元53。加法单元52后接U解调器54，而减法单元53后接V解调器55。
如果比如说V载波的正相被选作用来在所有行中传输附加信息的调制载波相(即V载波的无行间交替的PAL转换)，从而一个具有值2＊VF(图6a)的指针(指标)就可以在加法单元52的输出端从具有色载波频率的现行行n和前一行n-1的指针VFn得到。得出的这个指针被送至U解调。由于解调函数是相互正交的(相互垂直的)(在U和V载波间有90度相位差)，U解调器55从2＊VF指针提供零值和一个具有二倍色载波频率的成分，这个成分在已有的PAL接收机中的U成分信号路径中由一个低通滤波器来抑制。
减法单元53已在V调制器55的输入端提供零值(图6b)。
如果附加信息逐行没有显著改变，通过附加信息的可能的失真状况就可以有利的方式表现出能自行补偿的趋势。
如果将负V载波相选作调制相，也可得到同相结果。在图6a中，加法单元因而可提供指针-2＊VF，随后它再用U载波来解调，并得到零值作为其结果。
权利要求
1.电视传输系统，用于以第一种标准传输视频信号，而为第一种标准的接收机或第二种标准的接收机兼容接收，特别是用于按照所谓的文书盒方法传输带有特别是在视频信号(14)的黑外区域(21)内的附加信息的视频信号(14)，以此，附加信息特别地位于，当用第一种标准的接收机再现时，在第二种标准的画面之外的视频信号(14)的画面部分，其特征在于附加信息被调制在色载波上(图3)，用滤波装置来获得残留边带调制(图4)，借此附加信号的包括可能的直流电压部分在内的低频部分可在较高频率处(32)传输。
2.权利要求1所述电视传输系统，其特征在于色载波(图3)的电平控制方式是调制信号具有从视频信号(14)的同步基线(11)直到超出黑电平(12)的幅度范围。
3.权利要求1或2所述电视传输系统，其特征在于附加信息的解调是通过与基准彩色副载波群(13)同步来实现的。
4.以上一个或多个权利要求所述电视传输系统，其特征在于第二种标准的发射机和/或接收机内的装置相对于用于调制信号的色载波频率产生一个尼奎斯特坡降(33)。
5.权利要求4所述电视传输系统，其特征在于装置在第二种标准的接收机内包括一个IF滤波器。
6.以上权利要求1至5中一个或多个所述电视传输系统，其特征在于附加信号在时间上在发射机中被压缩，尤其是压缩到三分之一。
7.权利要求6所述电视传输系统，其特征在于附加信号在时间上在第二种标准的接收机中被扩展，尤其是扩展了三倍。
8.权利要求1至7中一个或多个所述电视传输系统，其特征在于附加信息被调制在一个具有逐行交替不变相位的色载波上(图6)。
9.权利要求8所述电视传输系统，其特征在于不变相位对应于色载波的正V相。
10.权利要求8所述电视传输系统，其特征在于不变相位对应于色载波的负V相。
全文摘要
为了求得兼容在文书盒式彩色电视系统中所需附加信息是以明显降低了的幅度传输的，因此低频成分具有相对较高的幅度。因而信噪比被降低了并在现有电视机上出现同步误差。通过以色载波的残留边带调制方式传输附加信息，附加信息的幅度可被增大而不致在现有电视接收机上增加同步误差。用现有的中频滤波器可有利地产生色载波的尼奎斯特坡降。如果相位对应于色载波的V相，可能的兼容接收干扰可达到有利的低水平。
文档编号H04N7/00GK1054696SQ9110135
公开日1991年9月18日 申请日期1991年3月6日 优先权日1990年3月7日
发明者马丁·普兰托尔特 申请人:德国汤姆森-勃朗特有限公司