Farbübertragungssystem

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Weltkarte mit der Verteilung der Farbübertragungssysteme

Als Farbübertragungssystem bezeichnet man ein System zur Übertragung von Farbfernsehsignalen.

Gebräuchliche Systeme zur Farbübertragung sind NTSC, PAL und SECAM. Siehe auch: Fernsehnorm

Bedingung bei der Entwicklung der Farbübertragungssysteme beim analogen Fernsehen war zum einen eine Kompatibilität zu bestehenden Schwarz-Weiß-Fernsehapparaten, zum anderen eine Abwärtskompatibilität der neuen Farbfernsehgeräte für herkömmliche Schwarz-Weiß-Ausstrahlungen. Dabei mussten Kompromisse in Kauf genommen werden und typische Schwächen des menschlichen Auges wurden ausgenutzt.

Das Frequenzspektrum beim herkömmlichen Schwarz-Weiß-Fernsehen ist rund 5 MHz breit (siehe Fernsehsignale). Gemäß den Gesetzen der Fourier-Analyse werden dabei in den tieferen Frequenzen die Grundstrukturen des Bildes übertragen, höhere Frequenzen treten in feinen Details auf oder an scharfen Kanten. Falls es sich bei den Bildinhalten um gewöhnliche Aufnahmen aus der realen Welt handelt, so sind die räumlichen Helligkeitsverläufe eher weich und kaum sprunghaft. Aus diesem Grund treten höhere Frequenzen im Allgemeinen wesentlich seltener auf. Eine Beeinträchtigung dieser höheren Frequenzen äußert sich daher kaum, und wenn, dann nur in einem leicht unschärferen Bild.

Betrachtet man die spektrale Verteilung des Helligkeitssignals genauer, so treten Frequenzen im Abstand der halben Vertikalfrequenz mit Maxima jeweils im Abstand der Zeilenfrequenz auf.

Aufgrund dieser beiden Tatsachen schachtelt man das Farbsignal passgenau im oberen Bereich des normalen Fernsehsignals ein.

Anfänglich benutzte man zur Trennung von Farb- und Helligkeitssignal im Empfänger einen einfachen Hoch- bzw. Tiefpass, mittlerweile stehen für hochwertige Empfangsgeräte spezielle Kammfilter zur Verfügung, womit die Bandbreite des Helligkeitssignals nicht mehr wie vorher abgeschnitten werden muss.

Dies reduziert die sog. Cross-Color- und Cross-Luminance-Effekte, die durch ein Übersprechen des Crominanz- [Farb-] auf das Luminanz- [Helligkeits-] Signal zustande kommen und sich in Änderungen der Bilder widerspiegeln.

Zur eigentlichen Übertragung des Farbsignals benutzt man weitere technische Kunstgriffe. Es wäre viel zu aufwändig und auch nicht nötig, neben dem bereits vorhandenen Helligkeitssignal Y noch die Signale für die drei Grundfarben Rot, Grün, Blau der additiven Farbmischung zu übertragen. Man bildet über eine Matrix die Differenzsignale U (Blau minus Helligkeit) und V (Rot minus Helligkeit; siehe auch YUV-Farbmodell). Diese erfahren weiterhin eine Absenkung, um Übermodulation zu vermeiden, werden dann übertragen und können im Empfänger zusammen mit dem Helligkeitssignal wieder zu den Farbsignalen für Rot, Grün und Blau rekonstruiert werden.

Rechenbeispiel:

(Rot minus Helligkeit) plus Helligkeit  = Rot
(Blau minus Helligkeit) plus Helligkeit = Blau
Helligkeit minus Blau minus Rot         = Grün

Literatur

• Liebscher u.a., Rundfunk-, Fernseh-, Tonspeichertechnik, VEB Verlag Technik Berlin, 1981 (antiquarisch)