Diskussion:Frequenzbesen

Dem Artikel fehlt der Nachweis der Quellen, weil der Autor schon zu Zeiten seiner Entwicklertätigkeit zu bequem war, einfache Sachverhalte nachzulesen. Nach Abschluss der Lehre des Autors erschien ein Buch "Fachkunde für Funkmechaniker. Teil Fernsehen", zu dem der Autor wahrscheinlich kritische oder ergänzende Anmerkungen zu machen hätte.

Der Autor ist nach der langen Zeit vor Irrtümern und Gedächtnislücken nicht gefeit und freut sich über Korrekturen und Ergänzungen. So könnte zum Beispiel ein Optiker die genauer definierten Remissionswerte der hier als weiß und schwarz bezeichneten Flächen der Vorlage angeben. Die Herstellung von Testbildvorlagen war eine Wissenschaft, und über den technischen Inhalt von Testbildern gibt es weitaus mehr zu sagen. Es wäre schade, wenn dieses Spezialwissen unterginge.

Der Autor möchte hier dem Autoren des verwendeten Bildes ausdrücklich danken. Gerade weil die Manipulation erkennbar ist, ist das Bild ausgesprochen lehrreich. Der Autor vermutet wegen der beschränkten Bandbreite, dass PAL-Farbfernsehtechnik (Notch-Filter?) benutzt wurde, und würde sich über eine Bestätigung oder Erklärung freuen.

Der Autor unterscheidet übrigens in seinem Sprachgebrauch das amplitudenlineare Notchfilter, wie es bei PAL verwendet wurde, und das nichtlineare Kerbfilter (SECAM), bei dem die unter einem Schwellwert von ca. 15 % liegenden Pegel linear übertragen wurden. Größere Pegel wurden begrenzt. -- Wefo 15:15, 6. Okt. 2007 (CEST)

Distanzierung von wesentlichen Veränderungen

Als Autor der ursprünglichen Fassung distanziere ich mich von der Änderung, die am 02.01.2007 vorgenommen wurde. Die ursprüngliche Fassung folgt linksbündig, die Begründung jeweils eingerückt.

Der Frequenzbesen ist ein wichtiges Element von Testbildvorlagen und dient der Beurteilung der horizontalen und der vertikalen Auflösung eines wiedergegebenen Fernsehbildes. Die Bezeichnung bezieht sich auf die Ähnlichkeit mit einem Strauchbesen.

Die Bezeichnung Testbildvorlage bezieht sich darauf, dass es sich um Vorlagen für das Epidiaskop und für Kameras handelte. Diese wurden auch abfotografiert, um Diaabtaster und Filmabtaster testen zu können. Das Wort Testbild ist so allgemein, dass diese spezielle Bedeutung untergeht.

Die Abbildung zeigt mehrere Frequenzbesen, muss aber, um keinen falschen Eindruck aufkommen zu lassen, zunächst einer konstruktiven Kritik unterzogen werden: In ein zeitlich zu dem Testbild passendes Gehäuse wurde eine modernere Rechteckbildröhre mit einem fast eingeschriebenen Bild gestellt. Im normalen Betrieb mit einer zeitgerechten Bildröhre verdeckte das Gehäuse die äußeren Bereiche des Testbildes.

Die Veränderung der Bildunterschrift ist unwesentlich. Wesentlich erscheint mir aber der zu dem Bild gegebene Hinweis, dass es sich nicht um ein mit den Mitteln der damaligen Zeit übertragenes Testbild handelt. Dieser Hinweis hat Bedeutung für die technische Beurteilung des gezeigten Bildes.

Die eingefügte Beschreibung des Musters ist sicher gut gemeint, aber in einem wesentlichen Detail falsch: Die Sektoren sind weder schwarz noch weiß und dürfen dies auch nicht sein(siehe Signalverlauf). Dieser Fehler befindet sich an späterer Stelle leider auch schon in dem von mir verfassten Text. Im Übrigen hat keiner der dargestellten Sektoren die Form eines Dreiecks, weil die Spitzen nicht dargestellt sind, es handelt sich also um Trapeze. Ob diese Betrachtungen der Sache dienen, sei dahingestellt.

Der von einem durchschnittlich eingestellten Fernsehgerät wiedergegebene Bereich des Fernsehbildes wurde als Aktionsfeld bezeichnet, der mit Sicherheit wiedergegebene Bereich als Titelfeld. Die definierte Größe dieser Bereiche hatte eine Rechteckform mit Viertelkreisen anstelle der Ecken.

Diese Angaben erklären die Bildgestaltung und scheinen mir wichtiger, als die ausführliche Bescheibung des Besens, die ja dem Foto zu entnehmen ist.

Der dunkle, waagerechte Balken ist nicht Bestandteil des wiedergegebenen Testbildes. Es handelt sich um einen Dreckeffekt der Fotografie, der entsteht, wenn die Grenzen der Belichtungsdauer nicht zu den Austastlücken passen.

Selbstverständlich steht es jedem frei, diese Feststellung als Bestandteil der Allgemeinbildung zu betrachten.

Die neben dem Frequenzbesen stehenden Frequenzangaben beziehen sich auf ein normgerechtes Fernsehbild, das mit einer Kamera so aufgenommen wird, dass die am Rand sichtbaren Dreiecke das aktive Bildfenster mit ihren äußeren Spitzen berühren.

Natürlich kann es auch ein anderes Bildaufnahmegerät sein. Damals hatte das aktive Bild 600 Zeilen, beim Farbfernsehen waren es nur noch 575. Die Frequenzangaben stimmen also heute nicht mehr, aber der Fehler dürfte für den Artikel vernachlässigbar sein.

Die Inhalte von Testbildvorlagen sind erahnbar oder durch Publikation bekannt. Im Fall der Frequenzbesen handelt es sich um abwechselnd schwarze und weiße Kreissektoren. Bei idealer Abtastung ergäbe sich ein Rechtecksignal mit der neben dem Frequenzbesen angedeuteten Grundfrequenz.

Die Angabe ‚schwarze und weiße‘ ist, wie oben festgestellt, falsch. Siehe dazu Signalverlauf.

Der obere, von dem Balken nicht beeinträchtigte Frequenzbesen dient der Beurteilung der horizontalen Auflösung. Links von diesem Frequenzbesen befindet sich ein schräges Streifenmuster, das (ähnlich wie die Ausgleichsimpulse) der Herstellung eines mittleren Gleichanteils dient.

Das Streifenmuster liefert die Bezugswerte für die oszillografische Auswertung und ist insoweit Bestandteil des Signals Frequenzbesen.

Wie auf dem Bild gut zu erkennen ist, verschmelzen die mit dem hier benutzten technischen System wiedergegebenen Sektoren ab knapp 4 MHz zu einer einheitlichen Graufläche. Das bedeutet, dass hier die Bandbreite "über alles" unter 4 MHz liegt.

Die geringe Bandbreite gibt Anlass zu der Vermutung, dass das Bild mit PAL-Technik übertragen wurde, also auch in dieser Beziehung nicht ‚echt‘ ist. Bei der hier verwendeten Rechteckbildröhre ist der Hinweis auf die Fokussierung irreführend, weil gerade dieses Testbild das Gesamtsystem betrifft. Ein Signal hat immer die Bandbreite, die die Technik zulässt. Die Frage ist höchstens, ob die Bandbreite schon im Studio, beim Sender, im Heimempfänger oder als Folge einer Defokussierung der Bildröhre bestimmend beeinflusst wird. Der Autor des verwendeten Bildes hat sich bisher zu der Vermutung leider nicht geäußert. Bei der Größe von 800 x 600 Pixeln des Bildes dürfte die geringe Auflösung auch durch die Fotografie verursacht sein. Für eine genauere Aussage (siehe oben) fehlen einfach die Angaben.

Die beiden Frequenzbesen links und rechts von der Mitte dienen der Beurteilung der vertikalen Auflösung. Die Frequenzangaben beziehen sich hier nicht auf die im realen Fernsehsignal vorhandenen spektralen Anteile. Es handelt sich um jene (Grund-)Frequenzen, die zu übertragen wären, wenn der Frequenzbesen um 90° gedreht wäre.

Die ab ca. 3 MHz einsetzende Verformung der wiedergegebenen Sektoren ist eine Folge der diskreten Abtastung in vertikaler Richtung. Die unterschiedliche Wiedergabe der in der Vorlage gleichen rechten und linken Frequenzbesen ist darauf zurückzuführen, dass die Vorlage leicht schräg vor der Kamera liegt (bzw. das Dia leicht schräg aufgenommen oder gerahmt wurde). Wiedergabefehler in der Art so einer Verformung bezeichnet man als Moire. Es handelt sich um eine Interferenz zwischen der Ortsfrequenz der Vorlage und der Ortsfrequenz der diskreten Abtastung, die als Geometriefehler wahrgenommen wird. In diesem Zusammenhang wird auf den Kellfaktor verwiesen.

Das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem behauptet, dass bei einem Bild mit 600 Zeilen bis zu 300 Linien rekonstruierbar seien (halbe Abtastfrequenz). Das ist in dem hier gezeigten Testbild offenkundig nicht der Fall. Auch hier wäre aber zu entscheiden, ob das ein Effekt des Fotos mit 600 Pixeln oder ein Effekt der Fernsehabtastung ist. Der (leider unvollständige) Hinweis auf den Kellfaktor (Technik) ist sachgerecht, der Hinweis auf Shannon ist es weniger. Man mag mich für schwachsinnig halten, aber vom Abtasttheorem der Mathematiker halte ich hier absolut nichts.

Die weiteren Besen dienen der Beurteilung der Randunschärfe der Bildröhre.

In neueren, elektronisch erzeugten Testbildern wurden die horizontalen Frequenzbesen durch Frequenzpakete (oder Wobbelbänder) ersetzt; die vertikalen sind entfallen, weil sie spektral nur solche Frequenzen betreffen, deren Übertragung nicht in Frage steht.

Ich möchte die Änderung nicht rückgängig machen, weil das endgültige Wort ein Nichtfachmann haben sollte.

Hallo Wefo,

tut mir Leid, wenn es Dir weh tut, dass ich an Deinem Artikel recht brutal gekürzt habe, aber es war vieles darin eine recht weite Abschweifung vom Thema Frequenzbesen. Über Testbilder lässt sich natürlich sehr viel schreiben, und Du scheinst auch Fachmann dafür zu sein, aber das Thema hier ist ja „Frequenzbesen“, nicht Fernseh-Testbilder allgemein. Wenn Du willst, können wir das Thema im Elektrotechnik-Portal unter Wikipedia:QSET aufwerfen, und die Anderen fragen, ob ich zu brutal umeditiert habe; wenn das Meinungsbild in diese Richtung geht, gebe ich natürlich klein bei.

Zum Kellfaktor: ok, das ist in diesem Zusammenhang sicher relevant, aber bei der horizontalen, nicht bei der vertikalen Aufkösung, denke ich? Vielleicht fällt mir etwas ein, wie er sich unterbringen lässt, ich denk mal drüber nach. Zumindest ein "Siehe auch" wäre zweifellos angebracht, da gebe ich Dir Recht.

Zum Bild - wenn es ein gebasteltes "Hybrid-Sondermodell" eines Fernsehers ist, gehört das meiner Meinung nach in die Beschreibung des Bilds, nicht hierher, kannst Du es vielleicht dort unterbringen? Ich kann es leider nicht verifizieren, da fehlen mir die historischen Kenntnisse bzw. Erfahrungen. Übrigens, falls Du ein Bild hast, auf dem man besser einen Frequenzbesen sieht (in Großaufnahme, oder auch ein Bild einer Testbildvorlage) und hochladen kannst, wäre das super! (Ideal wäre es, wenn man schon in der kleinen Ansicht sehen könnte, was gemeint ist, und nicht das Bild groß aufmachen muss; sonst verdeckt es den Computerbildschirm und man kann daneben nicht mehr den Artikel lesen).

Schönen Gruß --Anastasius zwerg 18:36, 3. Jan. 2008 (CET)

Hallo Anastasius zwerg, einen einzelnen Frequenzbesen habe ich nie gesehen, nur Testbilder dieser Art, die eigentlich allgemeinen Charakter haben und deshalb jedes Bildzerlegungsverfahren testen können. Eine kleine Einschränkung besteht in der Orientierung auf horizontal/vertikal, die zum Beispiel bei der Lochbildröhre (Farbe) aufgegeben werden musste, um strukturierte Interferenzen zu vermeiden bzw. statistisch aufzubrechen.

Ungefähr so, wie es mir schwerfällt, rechts und links zu unterscheiden (von vorne oder von hinten), wäre mir unklar, ob ein horizontaler Besen die vertikale oder die horizontale Auflösung betrifft. Weil ich die horizontale Auflösung betrachte, würde ich den vertikalen Besen als horizontalen bezeichnen. An eine diesbezügliche Festlegung erinnere ich mich nicht, deshalb würde ich Verwirrung vermeiden, indem ich erforderlichenfalls vom stehenden und vom liegenden Besen sprechen würde.

Das Bild habe ich vom Autoren des Artikels Testbild übernommen. Dabei ging es mir zunächst um die unsinnige Rechtesituation, denn ein Zitat ist normaler Bestandteil einer wissenschaftlichen Arbeit; ein Foto als Zitat verursacht bei der Wikipedia Probleme, wenn es nicht selbst gemacht wurde oder aus der Steinzeit stammt. Dieses Foto ist da und verursacht insoweit keine Probleme.

Weil mein oberstes Prinzip die Faulheit ist, habe ich nicht geprüft, wie dieses Testbild in der DDR genau aussah (ich kann nicht ausschließen, dass ich ein Dia im Keller habe, das nicht von mir ist). Ich habe auch ein oder zwei Bücher, aber die sind zu jung zum Einscannen.

Es hat für mich eine imense Bedeutung, den Leser ausdrücklich zu einer kritischen Haltung anzuhalten. So eine lachhafte Nummer (unter kritischen Gesichtspunkten lachhaft) ist ein wunderbares Opfer. Ich kann den Autor des Bildes wirklich nur loben. Sein Aspekt war nur das Aussehen, nicht die Technik. Das ist in keiner Weise zu beanstanden, und löst bei mir Begeisterung aus.

Die Herstellung von Testbildern lag in den Händen des Optiklabors des RFZ. Ich kenne die Remissionswerte der beiden Grautöne nicht, kann aber einen Schätzwert aus der Fourierzerlegung herleiten. Diese Theorie, an die ich früher fest glaubte und die als Näherung mathematisch zweifelsfrei richtig ist, sehe ich heute kritischer (Signalverlauf).

Shannons Theorie war, als ich ein junger Ingenieur war, bekannt und wurde von den reifen Ingenieuren ausgelacht. Ich kann nicht ausschließen, dass sie auch in der Lehre erwähnt wurde. Damit sind wir bei Kell: Seine konkreten Arbeiten kenne ich leider nicht (ich habe angefragt). Sein Ziel war ein Vergleich der Bildqualität in vertikaler und horizontaler Richtung. Wegen der kontinuierlichen und der diskreten Antastung in diesen Richtungen, hat er offenbar genau die Fragestellung betrachtet, die auch bei Shannon die Basis ist, nur ca. zehn Jahre früher. Unklar sind mir die Anteile von Schärfe und Auflösung bei seiner Bewertung. Vergleichbar sind die Ergebnisse schon deswegen nicht, weil optische Signale eine sehr hohe Grenzfrequenz haben können: Der bei Shannon vorausgesetzte Tiefpass fehlt. Das Spaltmodell führt selbstverständlich auch zu einer Grenzfrequenz, aber sehr wahrscheinlich hat Shannon an diese Art der Filterung nicht gedacht. Der Kellfaktor betrachtet also beide (beide!)Frequenzbesen im Vergleich.

Es geht mir nicht darum, dass mir etwas "wehtun" könnte. Ich bekomme ganz einfach Bauchschmerzen, wenn ich die Sorge haben muss, dass ein falscher Eindruck vermittelt wird (vergleiche Einkreiser). Wie wäre es, den Artikel nach Frequenzbesen (Testbild) zu verschieben. Das könnte das Problem des Eingehens auf die übrigen Inhalte lösen und die Möglichkeit schaffen, auf diese - wo nötig - noch etwas ausführlicher einzugehen. Aber wirklich nur, wo es nötig ist. Man könnte zum Beispiel darauf hinweisen, dass dieses Testbild auch als Test für die optoelektronische Wandlung geeignet ist, weil es passende Oszillografen mit Zeilenlupe gibt. Das Muster sind eigentlich Sektoren gleichen Winkels, was dazu führt, dass die Frequenz nicht konstant ist. Bei der elektronischen Erzeugung würde man wahrscheinlich auf frequenzlineare Trapeze zurückgreifen, um die Berechnung des Sinuswertes zu sparen.

Ich würde mich freuen, in Dir einen sachkundigen Partner gefunden zu haben. Allein schon diese - durchaus noch in nachlässigem Stil und eigentlich ohne Gliederung geführte - Diskussion wird sicher positiven Einfluss auf die Qualität der vorläufig endgültigen Fassung haben. Gruß -- wefo 22:21, 3. Jan. 2008 (CET)

Austausch des Bildes

Fernseher mit Testbild aus den 1960er Jahren

Das ursprüngliche Bild ist notwendige Voraussetzung für das Verständnis von Teilen der Diskussion. Das ersetzende Bild zeigt das eigentliche Testbild unvollständig und in schlechterer Qualität. Es wäre geeignet, um die umfassenden Aufgaben dieses Testbildes noch besser zu erklären. Es besteht ein Widerspruch zwischen den bisherigen Kürzungen und dem Austausch des Bildes. Die Veränderung der auf das eigentliche Testbild entfallenden Bildpunkte ist unwesentlich. Gegen das Zeigen beider Bilder ist nichts einzuwenden, das wäre sogar von Vorteil, allerdings unter dem Aspekt eines Artikels Frequenzbesen (Testbild). -- wefo 14:29, 5. Jan. 2008 (CET)

Benutzer:Yagosaga arbeitet daran, ein besseres Bild zu bekommen, bitte um Geduld... Schönen Gruß, --Anastasius zwerg 16:17, 10. Jan. 2008 (CET)

Ein „besseres“ Bild wäre das Foto einer Epi-Vorlage oder einer Kamera-Vorlage, wie sie im Studio genutzt wurden. Allerdings sehe ich in dieser Verbesserung keinen wirklichen Vorteil, weil vielleicht 1080 Bildpunkte nicht so wesentlich mehr wären und weil ein „ideales“ Bild keinen so guten Eindruck über die zu beurteilenden Effekte ergibt. Aus meiner Sicht ist das ursprüngliche Bild mit den entsprechenden Erläuterungen optimal. Das betrifft insbesondere auch seine Schräglage.

Ich habe zwar ein Buch mit dem Foto des vom Deutschen Fernsehfunk verwendeten Testbildes, das nur den stehenden Besen enthielt, kann dieses aber nicht verwenden, weil der Autor noch nicht 70 Jahre tot sein kann. Es ist außerdem auch nicht besser. Ebenfalls schönen Gruß -- wefo 16:50, 10. Jan. 2008 (CET)

Ich habe auch in Erwägung gezogen, einen theoretischen Frequenzbesen mit Delphi „abzutasten“, um an einem Beispiel einen Nutzen des Signals zu zeigen. Ich habe dergleichen in einem anderen Zusammenhang (schräge Streifen) bereits gemacht, muss aber wegen meines schlechten Gedächtnisses jedesmal erst wieder die Programmiersprache lernen. Das hätte durchaus seinen Reiz, weil es mein Lieblingsthema Abtastung betrifft. In dem hier betrachteten Fall ist der Leidensdruck nicht groß genug. Gruß -- wefo 17:23, 10. Jan. 2008 (CET)

Hallo Yagosaga, hatte die Version des Testbildes in der DDR wirklich keine Begrenzungsdreiecke? Die hohe Auflösung zeigt ganz wunderbar die Dreckeffekte der Zerlegung in Pixel. Dies ist für das damalige Fernsehen untypisch, aber natürlich kaum zu vermeiden. Es ist verlockend, die Sache nachzurechnen. Wenn ich den Artikel neu schreiben würde, dann würde ich auch dieses Bild verwenden. -- wefo 21:09, 13. Jan. 2008 (CET)