DE1911338C - Verfahren und Schaltungsanordnung zur zeitmultiplexen Übertragung von mehreren aus Bildpunkten zweier Helligkeitsgrade bestehenden Bildern - Google Patents
Verfahren und Schaltungsanordnung zur zeitmultiplexen Übertragung von mehreren aus Bildpunkten zweier Helligkeitsgrade bestehenden BildernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zeitmulti- ist ein solches zentralgesteuertes System nicht an-
plexen Übertragung von mehreren aus Bildpunkten wendbar.
zweier Helligkeitsgrade bestehenden Bildern zwischen Bei dem sogenannten Pulse-Code-Modulationsvereiner
Mehrzahl von Abtast- und Empfangsstationen, fahren (PCM) wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß es
bei dem mehrere zu übertragende Bilder gleichzeitig 5 für eine gute Wiedergabequalität am Empfänger
abgetastet und dabei dem Bildinhalt entsprechende genügt, von einem analogen Signal, beispielsweise
elektrische Signalfolgen erzeugt werden, die auf Ein- einem Sprachsignal, nur in kurzen Zeitabständen abgegangskanäle
einer Multiplexeinrichtung gegeben wer- tastete Augenblickswerte zu übertragen, wenn die
den, die ausgangsseitig mit einer oder mehreren Über- Abtastfrequenz mindestens doppelt so hoch ist wie
tragungsleitungen verbunden ist, derart, daß die io die höchste Sprachfrequenz. Die Bandbreite einer
Multiplexeinrichtung beim Eintreffen der jeweils einem Übertragungsleitung gestattet es, die meistens binär
Bildpunkt entsprechenden Einzelsignale der ihr züge- codierten Augenblickswerte einer Vielzahl von Sprachführten
Signalfolgen ein die Adresse einer dem be- kanälen gleichzeitig zu übermitteln, indem man die
treffenden Eingangskanal zugeordneten Empfangs- Augenblickswerte aller Kanäle während eines Abtaststation
kennzeichnendes Signal erzeugt und einer 15 zeitintervall nacheinander überträgt. Die Sprach-Übertragungsleitung
zuführt und daß die Verbindungs- Signalinformation ist im übertragenen Code enthalten,
wege zu den Empfangsstationen von den Adressen- während die Adresse des Empfängers durch die Lage
Signalen über eine Adreß-Decodierungsschaltung direkt der Codezeichen innerhalb eines Zeitintervalls bedurchgeschaltet
werden. Des weiteren betrifft die stimmt ist. Da jeder Verbindung ein bestimmter
Erfindung einige Schaltungsanordnungen zur Durch- ao Zeitabschnitt des Abtastintervalls zugeordnet ist,
führung dieses Verfahrens. werden die Sprachpausen bei diesem Verfahren nicht
Um die zur Informationsübermittlung verwendeten ausgenutzt, so daß die Einsparung an Übertragungs-
und vor allem bei langen Übertragungswegen sehr leitungen begrenzt bleiot.
teuren Übertragungsleitungen, z.B. Atlantikkabel, Ein weiteres Multiplexsystem zur Sprachübertragung
besser auszunützen, sind sogenannte Multiplexver- »5 wird in dem Artikel »Eine 30-Kanal-MultipIexeinrichfahren
entwickelt und verwendet worden. Diese Ver- tung nach dem lagersodulierten Adressencodesystem«
fahren basieren auf der Erkenntnis, daß der beispiels- von E. A c s und O. H u 11 e r beschrieben, der in
weise über einen Sprachkaral ÜbrTtragene Nach- »Nachrichtentechnik« 17, 1967, S. 55 bis 58, veröffentrichtengehalt
die Übertragungskapazität bzw. die licht wurde. In diesem System, das einem PCM-System
Bandbreite vor allem von BreitbandiUertragungslei- 30 im Prinzip sehr ähnlich ist, sind die Rollen von Code
tungen nicht voll ausnutzt. Weiterhin wird vor allem und Lage als Informationsträger vertauscht: Die
auch die Tatsache ausgenutzt, daß während des Adresse ist im Code enthalten, während die Sprach-Bestehens
einer Verbindung zwischen einer Sende- Signalinformation durch die Lage der Codezeichen
und einer Empfangsstation nicht ständig Nachrichten- bestimmt wird. Die Sprachsignale e>ner Vielzahl von
Signale übertragen werden, so z. B. während einer 35 Eingangskanälen werden mit einem Referenzsignal
Sprechpause. Wird über die übertragungsleitung nur verglichen, dessen Amplitude während eines Abtasteine
Verbindung hergestellt, so bleibt die Leitung für Intervalls alle Amplitudenwerte von Null bis zum
die Dauer der Pausen ungenutzt, während durch die möglichen Maximalwert durchläuft. Jeweils bei ÜberAnwendung
von geeigneten Multiplexverfahren eine einstimmung von Sprach- und Referenzsignal wird die
praktisch hundertprozentige Leitungsbelegung erreicht 40 Adresse des betreffenden Eingangskanals übertragen,
werden kann. Bei gleichem Amplitudenwert zweier oder mehrerer
Einige für die Sprachübermittlung bekanntgewor- Sprachsignale wird das Signal nur eines Kanals in
dene Verfahren werden im folgenden angeführt. Form der Kanaladresse sofort übertragen; die anderen
Das sogenannte TASI-System, das in einem Artikel Signale werden verzögert unter Inkaufnahme einer
»Time Assignment Speech Interpolation (TASI)« von 45 Amplitudenverfälschung übermittelt. Dieses Verfahren
C. E. E. Clinch (publiziert in »The Post Office ist bei den relativ niedrigen Sprachfrequenzen anwend-Electrical
Engineer Journal«, 53/1960, Teil I) beschrie- bar, aber für die Übertragung beispielsweise von
ben wird, wird für Atlantikverbindungen verwendet. Fernsehbildern infolge der hohen erforderlichen Band·
Mit Hilfe relativ aufwendiger Schalteinrichtungen breite der Übertragungsleitung beim heutigen Stand
können bif.zu 72 Verbindungen über 36 Übertragungs- 50 der Technik in der beschriebenen Form nicht aus-Isitungen
hergestellt werden. Dies ist möglich, da führbar. Mit diesem System können die Sprachpausen
jeder nur für eine Sprechrichtung benutzte über- ausgenutzt werden, und man erhält eine relativ gute
tragungskanal höcnstens während 50°/, der gesamten SprachUbertragungsqualität, da für die Vielzahl von
Verbindungszeit ausgenutzt wird. Jeweils bei Sprach- Sprechern praktisch mit einer statistischen Sprachbeginn wird durch eine zentrale Steuerungseinrichtung 55 amplitudenverteilung gerechnet werden kann; eine
ein übertragungsweg durchgeschaltet, der während Voraussetzung, die bei der Bildübertragung von
der tatsächlichen Sprechdauer aufrechterhalten bleibt. beispielsweise Schwarz-Weiß-Dokumenten normaler*
Der Aufwand ist hoch und infolge des relativ geringen weise nicht gegeben ist.
'Übertragungsleitungen gerechtfertigt. Die während 60 übertragungsmuitiptexverfahren aus den angeführten
der Zeit des Verbindungsaufbaus (minimal 20 ms) Gründen nicht oder nur mit relativ geringem Vorteil,
anfallenden Sprachsignale gehen verloren. Bs hat sich d. h< niedrigem Kompressionsfnktor, anwendbar,
im praktischen Betrieb jedoch herausgestellt, daß dies Der Vollständigkeit halber sei noch ein recht
die Sprachqualität nicht störend beeinflußt; für eine interessantes Verfahren genannt, bei dem eine Bild*
signal einen wesentlichen Informationsgehalt besitzt Ubertragurigsband Überlagert wird. Dieses Verfahren
und im eine Verbindungsumschaltung für jeden wurde von G r i f f i n, L i ρ ρ a r d und F 01 Ii e s in
einzelnen Bildpunkt erforderlich werden kanu, IEEE TRANS on Communication Technology, VoI,
Com-15, Nr, 2, April 1967, S, 243fÄ, unter dem Titel bei dem die Bildpausen ausgenutzt werden. Darüber
»Simultaneous Transmission of Facsimile and Message hinaus ist eine weitere Erhöhung der Zahl der über
Traffic Over a Microwave Baseband« angegeben. eine Übertragungsleitung zu übertragenden BiId-Dabei wird eine Bildübertragung mit einer bereits kanäle möglich, da man bestimmte Eigenschaften des
vorhandenen Nachrichtenverbindung multiplexiert; 5 die empfangenen Bilder betrachtenden Auges auseine eigentliche Multiplexierung von mehreren Bild- nutzen kann. Hierdurch ist eine wesentliche Herabübertragungsverbindungen ist somit dadurch nicht ge- Setzung der z. B. bei konventionellen Fernsehübertrageben, gungen üblichen Bildwiederholungsfrequenz von 30
fahren bekannt, die als »run length«-Verfahren bezeich- io Verschlechterung der Qualität der empfangenen Bilder
net werden, bei denen den Abstand beispielsweise in Kauf nehmen zu müssen.
zweier schwarzer Bildpunkte bestimmende Code- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein
signale übertragen werden. Ein solches Verfahren Verfahren zur Bildübertragung unter Multiplexbildung
wurde von C. C h e r r y et al in dem Artikel »An und Übertragung reiner AdreBenhiformationen ohne
Experimental Study of the Possible Bandwidth Com- is zusätzliche Amplitudeninformationen eine Lösung für
pression of Visual Image Signals« beschrieben (publi- die beim gleichzeitigen Auftreten mehrerer Eingangsziert in Proceedings IEEE November 1963, S. 1507 bis signale entstehenden Probleme inzugeben.
1517). Solche Verfahren nutzen die Tats? :he aus, daß Die Lösung dieser Aufgabe für em eingangs genanneine Druckseite z. B. nur etwa 10°/0 schwarze Bild- tes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß beim
punkte aufweist, die die eigentliche Information be- ao gleichzeitigen Auftreten mehrerer Eingangssignale
Inhalten. Die Übertragung der Weißwerte ist also un- durch eine Prioritätsschaltung eines der Einzelsignale
nötig. Eine Kompression wird dadurch erreicht, daß zur Übertragung ausgewählt wird,
jeweils nur den Abstand nacheinander abgetasteter In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen dieses
schwarzer Bildpunkte bestimmende Codesignale über- Verfahrens sowie Prioritätsschaltungen und eine
tragen werden. Die erforderliche Bandbreite wird as Adreß-Decodierschaltung zur Durchführung des Verreduziert, indem die Codesignale in zeitlich gleichen fahrens beschrieben.
dadurch eine Zeitkorrektur erforderlich, die einen folgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es
erheblichen Aufwand an Zwischenspeichern mit sich zeigt
bringt. 30 F i g. 1 ein Übersichtsschema eines Übertragungs-
1 209 151 angegeben. Dieses Verfahren ist gekenn- F i g. 2 eine schematische Darstellung der Arbeitszeichnet durch den Bildaufnahmegeräten nachge- weise des erfindungsgemäßen Verfahrens,
schaltete c ptische Bildwiedergabegeräte und eine diesen 35 F i g. 3 das Blockschaltbild der in F i g. 1 gezeigten
Wiedergabegeräten gemeinsam zugeordnete Bildauf- Codier- und Multiplexschaltung,,
nahmeeinrichtung, weiche die von den Bildwiedergabe- F i g. 4 den detaillierten Aufbau der im Blockschaltgeräten erzeugten Bilder in eine Folge elektrischer bild der F i g. 3 gezeigten Codier- und Multiplex-Signale umwandelt, die zusammen mit Identifizierung^- schaltung,
telt, dort mit Hilfe der Identifizierungssignale ent- Decodierungsschaltung,
sprechend den einzelnen Bildern getrennt und den F t g. 6a eine schematische Darstellung eines
Bildaufzeichnungsgeräten zugeleitet werden. Der Nach- Pseudo-Zuf allsbildabtastverfahrens,
teil dieses Verfahrens ist, daß bereits vorhandene elek- Fig. 6 b eine Darstellung der Reihenfolge, in der die
trische Bildsignale vor der Multiplexierung noch ein- 45 Bildptmkte bei dem in Fig. 6a gezeigten Pseudomal sichtbar gemacht, optisch multiplexiert und ein Zufallsbildabtastverfahren abgetastet werden können,
zweites Mal in elektrische Signale umgewandelt über- F i g. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Nachrichtentragen weirden. Übertragungsanlage, die mit dem erfindungsgemäßen
Eine über die beschriebene optische Multiplexierung Verfahren betrieben werden kann. Sie eignet sich in
hinausgehende, vorteilhaftere, rein elektrische Multi- 50 erster Linie zur Übertragung von Bildvorlagen, wobei
plexierung ist in einer Arbeit von E. A c s in der Zeit- in dem Begriff »Bild« unter anderem auch Schrift'
schrift »Hochfrequenztechnik und Elektroakustik«, seiten, gedruckt, hand- oder maschinengeschrieben,
Bd. 74 (1965), Heft 2 (Mai), S. 39 bis 47, insbesondere sowie beisp^lsweise Maschinenzeichnungen einzu-S. 42 bis einschließlich 44, beschrieben. Acs schlägt beziehen sind. Voraussetzung ist, daß das zu UbereinMehrkanaUNachrichtenüberiragungsverfahrenvor, 55 tragende Bild ,aus Bildpunkten von nur zwei verschiebet dem multiplex nur die die einzelnen Kanäle unter· denen Helligkeitsgraden besteht, beispielsweise also
scheidenden Adressen übertragen werden. Eine zu· schwarze Schrift auf weißem öfund aufweist,
sätzliche Amplitudeninformation wird nicht durch· Die gezeigte Anlage weist sieben Abtaststationen 10-1
gegeben, wenn binäre Informationen zu übertragen bis 10-7 auf, <iis über Eingangsleitungen U mit einer
sind. Dann kann gesetzt werden: Adresse = erste 60 Codier· und Multiplexschaltung 12 verbunden sind.
Binärwertigkeit, kein» Adresse = zweite Binärwertig· Von hier werden die eingehenden Signale aller Abkeit. Dies läßt sich vorzüglich für die übertragung taststationon über eine Übertragungsleitung 13, die
von Schwarz-Weiß-hformäiionen bei der Bildüber- beispielsweise aus einem Kabel, in anderen Ausfüh«
mittlung anwenden. rungsbeisplelen aber auch aus einer drahtlosen Ver·
übertragung aus Bil<är.mnkten zweier Helligkeitsgrade schaltung 14 gegeben, die die ankommenden Signal«
bestehenden Bildern basiert auf einem Multiplex· den Empfangsstationen 16-1 bis 16-7 über Teilnehmer-
verfahren, das dem vorbeschriebenen ähnlich ist und leitungen IS zuführt. Bei dem im weiteren näher zt
1 91t 338
besehrelbefiden System wird der ßinfaehfwlt halber
eine feste Zuordnung von jeweils elrjer Abtasistaiidn
Aiii einer ßinpfaftgastatlon angenommen, d, h., die von
der Abtaststatiofi 104 gelieferten Signale werden
immer der Empfangsstation i#»l zugeführt, die der
Abtasyiatlöft 104 der Brftpfangsstatloti 164 usw.
ßurch Einsatz eulwendigerer Verminiungssehaituflgen
wf.tt auch elfte wahlweise Zuordnung möglieh, jedoeh
kann das erfindungsgemäOe Verfahren auch an Hand des einfachen Systems beschrieben werden.
Die Abtaststationen bestehen jeweils aus einer Fernsehkamera, die das zu übertragende Bild in der
einfachsten Ausführung der Anlage im normalen Zcilcnrasterverfahren abtastet, sowie aus einer Abtestschaltung, die die von der Kamera erzeugten
kontinuierlichen Signalfolgen mit einer Frequenz abtastet, die mindestens doppelt so hoch ist wie die
höchste in den Signalfolgen enthaltene Frequenz. Von den abgetasteten Augenblickswerten werden nur die
Unter einem bestimmten Schwellwert liegenden, schwarzen Bildpunkten entsprechenden, noch Umwandlung
in einen positiven Eins-Impuls der der Abtaststation Zugeordneten Eingangsleitung zugeführt. Eine detailliertere Schaltungsbeschreibung der Abtastschaltung
wird hier nicht gegeben, da solche Schaltungen dem Fachmann hinreichend bekannt sind.
Die Eins-Signalfolgen aller Abtaststationen 10-1 bis
10-7 werden, wie im weiteren an Hand der F i g. 3 im
Prinzip erläutert wird, codiert und mit Hilfe einer Multiplexschaltung 12 der gemeinsamen übertragungsleitung 13 zugeführt, wobei für jedes übertragene
Eins-Signal an Steife dieses Signals die binär codierte Adresse der zugehörigen Empfangsstation übermittelt
wird. Diese Adressensignale werden in der Adreß Decodieningsschaltung 14 decodiert und der ent
sprechenden Empfangsstation in Form eines einfachen Eins-Signals zugeführt. Die Empfangsstationen bestehen jeweils aus einem konventionellen Fernsehempfänger, auf dem sich aus der Gesamtheit der
während einer Bildabtastung abertragenen Eins-Signale das an der entsprechenden Abtaststation vorliegende
Bild zusammensetzt. Voraussetzung ist, daß sämtliche im System verwendeten Fernsehkameras sowie die
Empfangsgeräte synchron arbeiten, d. h. die Bild- und auch die Zeilenabtastungen jeweils zum genau gleichen
Zeitpunkt beginnen. Da solche Synchronisationsfhöglichkeiten dem Fachmann bekannt sind, werden
die erforderlichen Schaltungen nicht näher beschrie ben. Ein Bildanfangssignal kann beispielsweise in
Form einer vorgegebenen Impulsfolge, die von einem Taktgenerator für das ganze System geliefert wird, an
alle Abtast- und Empfangsstationen gegeben werden, wobei die gemeinsame Übertragungsleitung Verwendung
finden kann. Die genaue Zeilen- und Bildpunktsynchronisation kann durch einen geeigneten Signalübertragungscode
gewährleistet werden, beispielsweise durch Verwendung des in F i g. 1 durch die mit 17 gekennzeichnete
Signalfolge dargestellten Codierungsprinzips, bei dem Null- und Eins-Signale jeweils durch
eine Sinuspcriode übertragen werden. Das Eins-Signal
unterscheidet sich hierbei vom Null-Signal durch die Phasenlage der Sinuswelle.
In F i g. 2 ist schematisch das beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Codierungs-und Mulliplexprinzip
dargestellt, wobei wiederum das in F i g. 1 dargestellte Übertragungssystem zugrunde gelegt
wurde. Der Übersichtlichkeit halber sind entsprechende Schallungseinrichlungcn in allen Zeichnungen der vorliegende» Brfinduflgsbesehreibung mit gleichen Bi*
2Ugs#l«1iefi versehen.
Mit 10*1 bl» 10-7 sind wiederum di« Abtasfsiatlönen
be«iehnet worden, deren Bildsignale auf dl« Ein»
gafigsleitufigen IM bis 114 gegeben werden. In der
iilferähfiliehen Darstellung der Fig. 2 sind für jede
der fiiftgangsleiiungefl IH Ws IM für fünf iufefftan*
derfölgende Abtaeiziltirnervall« f, bis F, beispielsweise angenommene Eins-Signelfolgen gezeigt. Jedes
ίο Zeitintervall T entspricht einem Abtastintervall. Die
Signale werden parallel der Codier· und Multiplen· »«haltung 12 zugeführt, deren Arbeitsweise an Hand
des gewählten Beispiels erläutert wird. Während jedes Zeitintervalls Γ werden, gesteuert durch Impulse eines
tj das System synchronisierenden Taktgenerators, alle
Bingangsleitungen abgefragt. Wird auf einer dieser Leitungen ein Eins-Signal festgestellt, so wird dieses
Signal in ein binär-codiertes Adressensignal umgeformt und der übertragungsleitung 13 zugeführt.
*e Während eines Zc it Intervalls T kann jeweils nur ein
Adressensignal übertragen werden. Es können im ■Prinzip drei verschiedene FiHe auftreten:
1. Auf keiner der Eingangsleitungen 11 ist ein Eins-
*S Sigaal vorhanden. In diesem Fall wird keine
2. Auf nur einer Eingangsleit.'ng ist ein Eins-Signal
vorhanden. Die BinäradiTSse der betreffenden
Empfangsstation, die im Beispiel der der Abtast-
station entspricht, wird gebildet und über die Leitung 13 übertragen. Zum Beispiel lautet die
Binäradresse der Station 16-5 (Fig. 1) 101.
3. Eins-Signale sind auf mehr als einer der Eingangs-. 35 leitungen 11 vorhanden. In diesem Fall wird nur
eines der eintreffenden Eins-Signale nach erfolgter
Adreßbildung über die Leitung 13 übertragen. Die restlichen gleichzeitig auftretenden Eins-Signale werden unterdrückt.
4«
tn der unteren Hälfte der F i g. 2 sind die auf die übertragungsleitung 13 gegebenen Adressensignale
schematisch gezeigt, die entsprechend den in den Zeitintervallen Γ, bis T1 eintreffenden Abtastsignalen
an der Schaltung 12 gebildet werden. Hierbei ist zu beachten, daß die angedeuteten Signale de? ein
fachen Adressen-Binärcode entprhen; es wird bei dieser Darstellung vernachlässigt, daß für die Synchronisation
des Systems gegebenenfalls eine andere Übertragungsform, wie sie beispielsweise durch die
Kurve 17 in F i g. 1 gezeigt wurde, erforderlich ist.
Aus der F i g. 2 ist ersichtlich, daß für die in den Zeitintervallen T1, T1, T1 und Ts abgetasteten Signale
eine fehlerfreie Übertragung gewährleistet ist, während von den im Zeitintervall T, auftretenden beiden Eins-Signalen
(von den Abtaststationen 10-3 und 10-4) nur
ein Signal übertragen wird und zwar im gezeigten Beispiel das Signal der Station 10-3. Das von der Station
10-4 gelieferte Signal wird unterdrückt, wodurch sich
im in der Empfangsstation 16-4 erzeugten Bild ein Fehler ergibt, indem an dem dem Zeitintervall T4 entsprechenden
Bildpunkt ein weißer Bildpunkt an Stelle eines schwarzen Punktes entsteht.
An Hand der F i g. 3 und 4 wird die Codier- und Mnlliplexschaltung 12 sowie derer- Arbeitsweise
näher beschneiden, wobei auch die in Fa!! ?. (gleichzeitiges
Hintreten von Eins-Signalen auf mehreren Eingangsleitungcn) erforderliche Auswahl des gcmäS
iinem Prieritatssehema zu Qbertragenden Signals tungen 43*1 und 444, die die Funktion y ...
trlluitft wird. führen, d. h. ein Ausgangssignal liefern, wenn dtr in
Ψ i g. 3 zeigt da» BtoeksehaltMld dtr in FI g. 1 mit dtr Zeichnung mit einem Punkt versehene Singing X1
dem Beuftiaiehefi Ii bezelehnete«! Codier* und auf Nullflötentlal Hegt, während der iwefttßlngane*i
lit« *lebV3tf liflgftflge 1 bis 7, die rtilt den von sieben Öt)ßR*Sehaltung 4*·! eis Verbindung 2ur Stufe 1,
Itmgänge sind in Stufe 1 der Schaltung mit einer der Aufnahme der UnAr verschlüsselten AdAeM entweder
logischen Schaltungen 3Ml, 31-12 oder 31-13 fer- to der mit dem Eingang 1 verbundenen Abtaststation 1(M
inpulee (Eingang Ί} geschalteten Flip-Flop Schal- Station IM.
tang 30-1 bei Vorhandensein eines Eins-Signals a<if Die Wirkungsweise der Schaltung wird hn feigenden
dtn Abtaststation abgibt. Beim gleichzeitigen Auf- Potential entspricht, ein Null-Signal dem Potential 0.
litten von zwei Eins-Signalen bestimmt die mit der
logischen Schaltung verbundene Flip-Flop-Schaltung, Eingang 1 = 0, Eingang 2-0.
welches dtr beiden Signale weitergeleitet wird. Somit
!Wert Schaltung 3Ml ein Ausgangssignal, das tür en Die *rEingftnge beider Schaltungen 43-1 und 44-1
Zweiten Stufe weitergeteitet wird, wenn einem oder liegen auf Null-Potential und daher auch dtr Ausgang
beiden Eingingen 1 und 2 ein Eins-Signal zugeführt dieser Schaltung. Damit bleibt auch dtr Ausgang dtr
Wird. Entsprechendes gilt für die Schaltung 31-12 und ODER-Schaltung 45-1 auf Null-Potimtial und das
die Einginge 3 und 4 sowie for Schaltung 31-13 und 20 Beginn des betrachteten Zeitintervall» T durch
die Einginge S und 6. Eingang 7 wird in der Stufe 1 »3 einen Taktimpuls auf Neil zurückgestellte Adressen-
direkt durchgeschaltet. Es wurde ein Beispiel mit register 46-1 bfebt unverändert,
sieben Abtaststationen gewählt, indem somit sieben
verschiedene Adressen übertragen werden müssen. Eingang 1=1; Eingang 2 = 0.
Dies ist mit den Binärzahlen 001 bis 111. d. h. mit drei
Bitpositionen möglich. Die achte mit drei Bitpositionen 30 Da nur an einem Eingang der UND-Schaltung 40-1
mögliche Binärzahl wäre 000; diese Adresse ist jedoch positives Potential liegt, bleibt diese Schaltung sowie
schlecht anwendbar, da dieses Signal dem Null-Signal die UND-Schaltungen 4M und 42-1 gesperrt. Damit
auf der gemeinsamen übertragungsleitung entspricht. liegen an de" Eingängenjtar Inhibitionsschaltung 43-1
31-22 die gleichen logischen Operationen ausgeführt. 35 Schaltung liefert ein positives Ausgangssignal. Schal-
d. h , Schaltung 31-21 erzeugt ein Adressensignal wenn tang 44-1 liefert kein Ausgangssignal, da ihr Eingang*,.
Das entsprechende gilt für Schaltung 31-22 und die Schaltung 45-1 erscheint ein positives Signal, und die
Schaltung 31-13 sowie den Eingang 7. Die Flip-Flop- Stufe 2* des Registers 46-1 wird umgeschaltet, womit
gegebenenfalls gleichzeitig auftretenden Signalen zu Eingangsleitung I entspricht,
treffen. Liefern also beispielsweise Schaltungen 31-11 Eingang 1-0· tineano 2 = 1
und 31-12 in einem Zeitintervall Γ ein Eins-Signal, so · β- β
wird eines dieser Signale in der Schaltung 31-21 unter- Entsprechend der vorhergehend beschriebenen Situa-
diückt. Auch Stufe 3 führt wiederum die gleichen 4$ tion erscheint ein positives Signal am Ausgang der
logischen Operationen aus, so daß Schaltung 31-31 Schaltung 44-1, während der Ausgang der Schaltung
unter Steuerung der Flip-Flop-Schaltung 30-3 eine 43-1 auf Null-Potential bleibt. Der Ausgang der
dreistellige Binaradresse liefert, wenn ein Eins-Signal ODER-Schaltung 45-1 wird wiederum positiv, wih-
an einem der Eingänge 1 bis 7 der gesamten Codier- rend Stufe 21 des Registers 46-1 umgeschaltet wird und
and Multiplexschaltung erscheint. Da die drei Bits der 50 das Register somit die Binäradresse 010 des Eingangs 2
Adresse parallel, d. h. zeitlich gleichzeitig auftreten, enthält.
die Leitung 13 jedoch nicht mehrere Signale gieich- Eingang 1 = 1· Eingang 2 = 1
zeitig übertragen kann, ist eine Umwandlung Parallel-
Serie erforderlich. Hierfür ist die Schaltung 32 vor- Da beide Eingänge der UND-Schaltung 40-1 positiv
gesehen. 55 sind, liefert diese Schaltung ein positives Ausgsngs-
In F i g. 4 sind die wesentlichen Schaltglieder der in signal, das jeweils einem Eingang der UND-Schaltun-
F i g. 3 gezeigten Blockschaltung im einzelnen dar- gen 41-1 und 42-1 zugeführt wird. Abhängig von der
gestellt. Da sämtliche Schaltungen 31 der Fig. 3 Einstellung der Flip-Flop-Schaltung 30-1. d. h. davon,
sowie deren Verbindungen praktisch identisch sind, ob deren Ausgang A1 oder Ax positiv ist, erhält eine
wird in F i g. 4 nur der Aufbau und das Zusamme;!- 60 der UND-Schaltungen 42-1 oder 41-1 zwei positive
wirken der Schaltungen 31-11, 31-12 und 31-13 ge- Eingangssignale. Die Schaltung mit zwei positiven
zeigt. Auch der Parallel-Serie-Umsetzer wird nicht Eingängen sperrt mit ihrem positiven Ausgangssignal
näher beschrieben, da solche Schaltungen dem Fach- die nachfolgende Schaltung 43-1 bzw. 44-1, da.r,"-- I
mann bekannt sind. und somit Jv^ = 0. Liegt also der Flip-Flop-Ausgang A1
Zunächst folgt die Beschreibung der gestrichelt um- 65 auf positivem Potential, so bleibt Schaltung 44-1 "gerahmten
und mit 31-11 bezeichneten logischen Schalt- sperrt und Schaltung 43-1 liefert ein positive« Ahsar,
Ordnung. Sie besteht aus den IiND-Schaltungen gangssignal. das durch die ODER-Schaltiine45-I
40-1. 4I-I und 42-1: ferner aus ?wci Inhihitionsschal- wcitcrgeleilct wird und im Register46-1 die binäre
t 911 338
Adresse 001 de» Bittgangs 1 speichert, tst hingegen
Ausgang A1 der Plip-PIop^haltuftg positiv, so wird
die Adresse 010 de» Eingangs! gespeichert.
Die Ni gleichzeitigem Auftreten von Eins-Signalen
auf beiden Bipgangsleitungen erfüfderliehe Auswahl
de» 2u Qbertrageaden Signals wird durch die Flip-Flop»
Schaltung 3O»I bestimmt. Im beschriebenen System
wird die Flip-Fiep-Schaltung 3β4 mit Jedem impuls
des die Abtastintervatle bestimmenden Taktgenerators geschaltet. Diese Taktimpulse werden beiden Eingingen Ei und El des Flip-Flops 30-1 zugeführt,
Wodurch dieses Flip-Flop mit jedem Impuls umge schaltet wird. Flip-Flop-Schaltung 30-2, die die Stufe 2
steuert, wird mit der halben Frequenz geschaltet, d. h. jedesmal wenn der Ausgang At vom Flip-Flop 30-1
positiv wird. Durch diese Anordnung wird eine abwechselnde Prioritätszuteilung für die einzelnen Eingangsleitungen erreicht, woraus eine verbesserte
Empfängerbildqualität resultiert. Werden z. B. in einem ungünstigen Fall von den beiden Abtaststationen
10-1 und 10-2 bei horizontaler Zeitenabtastung gleichzeitig zwei horizontale schwarze Linien abgetastet,
deren Länge sechs Zeitintervallen entspricht, so ist die Signalfolge auf beiden Eingängen 1 und 2 UHU.
Bei einer fest zugeordneten Priorität würde dann beispielsweise dem Empfänger 16-1 die fehlerlose
Signalfolge 111111 zugeführt, dem Empfänger 16-2 hingegen die Folge 000000, d. h., hier würde der Strich
fehlen. Bei wechselnder Priorität hingegen erhalten die Empfänger die Signalfolgen 101010 bzw. 010101,
was eine verbesserte Bildwiedergabe ergibt.
Die nachfolgende Tabelle 1 veranschaulicht die Steuerwirkung der Flip-Flop-Schaltungen 30-1 und
30-2. von denen die letztet e mit der halben Frequenz umgeschaltti wird. Als Beispiel wurde der ungünstige
Fall gewählt, bei dem allen Eingängen 1 bis 4 während vier aufeinanderfolgenden Zeitintervallen 7", bis T4 jeweils ein Eins-Signal Zugeführt wird. Diese Eins-Signale sind in der Tabelle durch die jeweilige Eingangsnummer gekennzeichnet.
r, |
Zeitintervall
T, T, |
I
1 |
r, | |
Flip-Flop-Ausgang mit
positivem Potential 30-1 |
Ai
A1 1 |
\ , | ||
30-2 | 2 | ι 2 | 3 | |
Eins-Eingangssignale
an den Eingängen 1 |
3 | 3 | 4 | l |
2 | 4 | ! 4 | 2 | |
3 | 1 | i 7 | 3 | |
4 | T1 | : 4 | 3 | 4 |
Ausgangssigna! der
Stufe 1 31-11 . . |
1 | f ■ 2 |
||
31-12 | 4 | |||
Ausgangssignal der
Stufe 2 31-21 |
4 |
Aus der letzten Zeile der Tabelle ist ersichtlich, daß bei dem erläuterten Verfahren der Flip-Flop-Umschaltung während der vier betrachteten Zeitintervalle
von jedem Hingang jeweils ein filns*8igna1 zur über*
frngung gelangt.
Bisher wurden dl« übertragungsvefginge bei einer
einmaligen Abtastung und Wiedergabt der Bilder S betrachtet. Für stehende Bilder ist Jedoch eine oft*
ntalige Wiederholung möglich, und eine erhebliehe Qualitätsverbesserung kann dadurch erreicht werden,
daß beispielsweise während der meliert Bildabtastung dle.Priorilät in entsprechenden Zeitintervall™ anderen
ίο Eingängen zugeteilt werden als während des ersten
Abtastvorganges. Dies läßt sich bei der beschriebenen Anordnung dadurch erreichen, daß man die zu Beginn
einer Bildabtastung vorhandene Ausgangsstellung der Flip-Flop-Schaltungen variiert Bei einer ungeladen
*5 Gesamtzahl aller für die Abtastung eines Bild« erforderlichen Zeitintervalle erfolgt dies automatisch;
bei einer geraden Anzahl ist diese Prioritätsflnderung beispielsweise durch Zuführung eines zusätzlichen
Taktimpulses ium Flip-Flop 30-1 möglich. Damit
» ergäben sich für das bereits beschriebene Beispiel der
Übertragung von zwei horizontalen Strichen über die
Eingänge 1 und 2 für den Empfänger 16-1 für zwei aufeinanderfolgende Abtastzyklen die Signalfolgen
101010 und 010101 und entsprechend die umgekehrten
SS Folgen für den Empfänger 16-2. Durch die überlagerung dieser Signalfolgen entsteht am Empfänger
für das Auge des Betrachters ein Bild von guter Qualität.
kann eine weitere Verbesserung erzielt werden, indem
man die beschriebene Arbeitsweise der Flip-Flop-Schaltungen ändert und den Eingängen die Priorität in
einer Pseudo-Zufallsreihenfolge zuteilt. Dies kann durch sogenannte Pseudo-Zufallsimpulsfolgen erfol-
gen. die entweder zur Umschaltung der Flip-Flop Schaltungen oder zur direkten Steuerung der die
Priorität bestimmenden Schaltgliede«· (beispielsweise die UND-Schaltungen 41-1 und 42-1) verwendet werden. Die Erzeugung solcher Impulsfolgen wurde von
F. ü ο I ο m b im Buch »Digital Communications« (P.eni.ce-Hall Inc., S. 7 bis 11) beschrieben und wird
hier daher nicht im einzelnen erläutert.
Im vorangegangenen wurde an Hand der F i g. 4 die
Arbeitsweise der Schaltung 31-11 beschrieben, die ent·
sprechend den an den Eingängen 1 und 2 eintreffender Signalen am Ausgang der ODER-Schaltung 45-1 em
Signal für nuchgeschaltete Schaltungen sowie die Adresse eines auf positivem Potential liegenden Ein
gangs im Register 46-1 bereitstellt
Die ebenfalls gestrichelt umrandete Schaltungsan Ordnung 31-12 bewirkt die gleiche Funktion für di<
Eingänge 3 und 4. Die Schaltungsanordnung 31 2 faßt die Ausgangssignale der beiden ODER-Schaltun
gen 45-1 und 45-2 zusammen und erfüllt dabei wiede
gleiche Funktionen wie die beiden Schaltungsanord
nungen 31-11 und 31-12. Damit liefert die ODER Schaltung 45-3 ein positives Ausgangssignal, wenn ai
einem der Eingänge 1,2, 3 oder 4 mindestens ein Eins Signal auftritt. Auch die Schaltung 31-21 weist ei
Adreßregister 46-3 auf, das die Adresse des Eingang
speichert, dessen Eins-Signal zum Empfänger übei tragen wird. Diese Adresse wird in das Register 46-singegeben, indem man eine der in den Registern 46-
bzw. 46-2 enthaltenen Adressen über die UND-Scha
tungen 47a, 476 und 47c bzw. 48a, 48& und 48c un
über die ODER-Schaltungen 49i, 49b und 49c in di
Register 46-3 überführt. Die für die genannten UNI Schaltungen erforderlichen Steuerimpulse werden a
den Auslangen der Inhibltion»schaUungen 43-3 bzw. register, in die jeweils während eines Zeitintervalle T
44*3 entnommen. Je nachdem, ob das zu übertragende eine 3-Bit'Adresse eingespeichert werden kann. Die
ist dos Ausgangspotential der Schaltungen 43*3 bzw. und 53 e mit den Eingängen der eigentlichen Decodie-
44*3 positiv. Das positive Signal öffnet die jeweils ange- s rungaschaltung 54 verbunden, die entsprechend dem
schlossenen drei UND-Schaltungen 47<j, 476 und 47c ihr zugefUhrten 3*Bit*Binäreode ein Ausgangssignal
bzw. 4Sd, 486 und 48c für die übertragung der Eins* auf die diesem Code entsprechende Ausgangsleitur^iS
der Ausgang der ODER-Schaltung 45-3 sowie die Aus- Ausgänge Ax bzw. Λ, ein Steuersignal, das zur Null
fange der Stufen des Registers 46-3, werden mit den Rückstellung der angeschlossenen Register 91 bzw. 52
lunden. In dieser Stufe erfolgt die Verknüpfung mit jede Registerstufe einen Ausgangsimpuls an die zige-
4en Ausgängen der aus den Schaltungen 31-12, 31-13 ι j hörige ODER-Schaltung 53. Ist eine Registerstufe
gange 5, 4 und 7 zusammenführt. Die logische Schal- Zu Beginn eines Zeitintervalls Γ wird der Schalter SO
lung der Stufe 3 ist identisch mit der Schaltung 31-21 beispielsweise in Stellung A1 gebracht, so daß nach-
tifld liefert das gewünschte Adressensignal das nach so folgend eintreffende Adressen-Impulse, z. B. 101, in das
erfolgter Umsetzung in einen Seriencode auf die über- Register Sl eingespeichert werden. Mit dem nächst-
tragungsleitung 13 gegeben wird. fcSgenden Taktimpuls wird der Schalter 50 in die Stel-
die im folgenden zu beschreibende F i g. S aus Gründen in die Lage geschaltet, in der ein Steuerimpuls auf Aus-
der Übersichtlichkeit nur die zum Verständnis der 45 gang Ax gegeben wird. Dieser Impuls löscht die Stufenl
logischen Arbeitsvorgänge erforderlichen Schaltglieder und 3 des Registers (Stufe 2 befindet sich noch in der
anordnungen 31-12 und 31-21 die gleichen Funktionen 30 dien, der einen Ausgangsimpuls auf du. ' eitung 15-5
wie die UND-Schaltung 40-1 in der Schaltungsanord- gibt, die zum Empfänger 16-5 führt. Gleichzeitig mit
nung 31-11. Dasselbe gilt für die UND-Schaltungen der Registerlöschung und Decodierung werden die
41-2,42-2 und 41-3,42-3 bezüglich der UND-Schaltun- nächsten drei Adressenbits in das Register 52 einge-
gen 41-1 und 42-1. Die Inhibitionsschaltungen 43-2 und speichert. Mit dem nächsten Taktimpuls wird der
44-2 erfüllen in der Schaltungsanordnung 31-12 wie- 3$ Schalter 50 wiederum in Stellung B1 gebracht und der
derum die gleichen Funktionen wie die Inhibitions- von der umgeschalteten Flip-Flop Schaltung auf die
schaltungen 43-1 und 44-1 in der Schaltungsanordnung mit dessen Ausgang Ax verbundene Leitung gegebene
31-11. Impuls leitet die übertragung der im Register 52 ge-
Die zur Gewährung eines zeitlich korrekten Ablaufs speicherten zweiten Adresse zum Decoder ein. Diese
erforderlichen Kontroileitungen und -schaltungen so- 40 Vorgänge werden, gesteuert durch Takth.-. pulse, für die
wie einige Verriegelungsschaltungen wurden wegge- Dauer der übertragung fortgesetzt,
lassen. Ihre Ausführung bietet für den Fachmann keine Das erfindungsgemäße Verfahren, das durch Korn-Schwterigkeiten. Prinzipiell durchlaufen die Eins- pression zu übertragender Informationen eine bessere
Signale während eines durch den Taktgenerator be- Ausnutzung der Bandbreite von Übertragungsleitungen
stimmten Zeitintervalls T je eine Stufe der Codier- und 45 ermöglicht, beruht auf der Erkenntnis, daß es b~v
Multiplexschaltung. Die dadurch hervorgerufene Ver- spielsweise bei der übertragung von Schwarz-Wei·*-
zögerung beeinträchtigt die Übertragungsgeschwindig- Bildern genügt, die Schwarzwerte zu übertragen und
keit des Systems nicht, da sie nur eine für alle zu über- die Weiß werte unberücksichtigt zu lassen. Da voi
tragenden Signale gleiche, sehr geringe Verzögerung allem bei der Übertragung von Schriftseiten, die geergibt. 50 druckt oder mit einer Schreibmaschine geschrieben sein
dierschaltung, die in Fig. 5 mit 14 bezeichnet ist. läßt sich mit diesem Verfahren ein erheblicher Korn-
tragungsleitung 13 jeweils die binär-codierte Adresse Geht man davon aus, daß auf einer Schriftseite nui
des Empfängers an den ein Eins-Signal weiterzuleiten 55 etwa 1 = 10§/ der Gesamtbüdfläche xhvfan, ist, S(
ist. Im beschriebenen Beispiel weist das Ubertragungs- * /0 ^
system sieben Abtaststationen und entsprechend sieben ist der mit dem beschriebenen Verfahren erreichbar
Beim Eingangeines während eines Zeitintervalls Tauf- 60 C* ~~ idk"
tretenden 3-Bit-AdressensignaIs auf Leitung 13 muß
die Schaltung 14 ein Eins-Signal auf die der Adresse mit: IdA: = logarithmus dualis des Faktors Jt.
entsprechende Ausgangsleitung 15 abgeben. Im Zähler steht der Wert k — 1, da, wie bereits ge
gestellt, der, geschaltet durch Taktimpulse, eingehende 65 schwarzen Bildpunkt die binär codierte Adresse de
gister 51 oder über den Ausgang B1 einem Register 52 wert durch die Anzahl der für die Adressenübertragun
zuführt. Die beiden Register sind dreistufige Schiebe- erforderlichen Bits, d. h. durch den Wert ld A- zu divi
dieren. Für k = 8 ergibt sich aus Gleichung (1) ein
Kompressionsfaktor von
o = y =27,.
Eine völlig fehlerlose Übertragung wäre hierbei nur möglich, wenn bei der gleichzeitigen Abtastung der
Bildpunkte von sieben Bildern jeweils nur ein Bild einen Schwarzwert aufweist. Andernfalls werden, da in
jedem Zeitintervall T nur ein Schwarzwert übertragen werden kann, Fehler auftreten. Handelt es sich jedoch
bei den abgetasteten Vorlagen beispielsweise um mit einer Schreibmaschine geschriebene Seiten, so ergibt
sich, wenn die Schriftzeilen auf den Vorlagen auf etwa der gleicher. Höhe liegen und wenn das konventionelle
Zeilenabtastverfahrcn Anwendung findet, in diesen Bereichen eine Anhäufung von Schwarzwerten und somit eine relativ hohe Fehlerrate. Eine weitgehende Verbesserung der Ubertragungsqualität ist möglich, wenn
das Zeilenabtastverfahren durch ein sogenanntes Pseudo-Zufallsabtastverfahren ersetzt wird, womit eine
bessere zeitliche Verteilung der Schwarzwerte erreicht wird. Ein solches Abtast verfahren ist beispielsweise im
amerikanischen Patent 3 309 461 beschrieben worden, und wird daher im folgenden an Hand der Fig. 6a
und 6b nur prinzipiell erläutert.
Beim Pseudo-Zufallsabtastverfahren wird das Gesamtbild 60 in eine Vielzahl von kleinen Rechtecken
oder Quadraten 61 unterteilt, die beispielsweise aus 8 · 8 Bildpunkten bestehen. Ein solches Quadrat mit
64 Bildpunkten64 ist beispielsweise in Fig. 6b gezeigt. Bei der Bildabtastung werden nacheinander beispielsweise zunächst alle Punkte 1 aller Quadrate des
Gesamtbildes abgetastet. Dies ist in F i g. 6a durch die die Abtaststrahlbewegung kennzeichnenden Linien 62
und die den Strahlrücklauf darstellenden gestrichelten Linien 63 angedeutet. Es folgt die Abtastung aller
Punkte 2, dann der Punkte 3, usw. Um die bei diesem Abtastverfahren sehr hohe Ablenkungsgeschwindigkeit
des Abtastelektronenstrahls zu verringern, läßt sich das Verfahren auch dahingehend variieren, daß man zunächst innerhalb eines Quadrates beispielsweise die
Bildpunkte 1 bis 5 abtastet, dann im nächsten Quadrat die entsprechenden Punkte, usw.
Wird nun jedes der abzutastenden Bilder in einer anderen Pseudo-Zufallsreihenfolge oder in der gleichen
aber zeitlich versetzten Reihenfolge abgetastet und stellt man eine synchrone Strahlablenkung der Empfänger sicher, so ergibt sich praktisch eine statistische Verteilung der abgetasteten und zu übertragenden Schwarzwerte, d. h., man kommt der Idealverteilung ziemlich
nahe, bei der zu jedem Abtastzeitpunkt nur eine der sieben Vorlagen einen Schwarzwert aufweist.
Für diesen Fait läßt sich die Fehlerwahrschelnlich*
keit angenähert aus der folgenden Gleichung bestimmen:
* Wahrscheinlichkeit des Auftretens von η
Sehwarzwerien In tu gleichzeitig abgetasteten Bildpunkien,
w = Zahl derglelchzefiigabgetastetetiBildpunkie,
η = Anzahl der Schwarzwerte,
1 := Durclischnlttsweri des Scliwnrzanlcils «Her
k Vorlngen.
Für m = 7 und k = 8 ergeben sich aus Gleichung (2)
die in Tabelle 2 aufgeführten Werte.
S | Tabelle 2 |
Fehlerhafte
Abtastungen (7o) |
Zahl der Schwarzwerte bei 7 gleichzeitig abgetasteten Vorlagen in |
Wahrscheinlichkeit
(%) |
0
0 16,8 4,0 0,6 21,4 |
O
1 2 " >3 |
39,3
39,3 16,8 4,0 0,6 100 |
|
ao zentsatz fehlerhafter Abtastungen von 21,4°/0 die Anzahl der bei der Wiedergabe unterdrückten schwarzen
Bildpunkte zu 30,5%, d. h., bei der Wiedergabe fehlt im Durchschnitt jeder dritte schwarze Bildpunkt. Dies
ist die Fehlerquote für eine einmalige Bildabtastung.
as Wie bereits erläutert wurde, wird jedoch eine erhöhte
Bildqualität erreicht, wenn die unbewegten Vorlagen mehrfach nacheinander abgetastet werden und durch
von Abtastung zu Abtastung variierter Schwarzwertunterdrückung die Fehlpunkte bei jeder Abtastung an
einer anderen Stelle liegen.
Die bereits beschriebene Pseudo-Zufallsabtastung bringt noch einen weiteren Vorteil mit sich, der eine
erhebliche Verbesserung des Gesamtkompressionsfaktors bewirkt. Bei der in konventionellen Fernseh-
systemen üblichen Zeilenabtastung sind für ein klares stetiges Bild etwa 30 Bildabtastungen je Sekunde erforderlich. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei der
Pseudo-Zufallsabtastung eine Reduzierung dieser Abtastfrequenz um den Faktor cp — 8 möglich ist, ohne
daß die Bildqualität wesentlich beeinträchtigt wird. S. Deutsch hat in dem Artikel »Pseudo-Random
Dot Scan Television Systems« (IEEE Trans, on Broadcasting, Juli 1965, S. 11) sogar einen Wert von 16 als
möglichen Faktor genannt.
Bei Verwendung des Pseudo-Zufallsabtastverfahrens
ergibt sich somit ein Gesamtkompressionsfaktor von
Cl- C, · Cp
Id*
•Cp,
Mit k — 8 und cp — 8 folgt daraus ein Gesamtkompressionsfaktor von Ci = 18*/».
SS An Hand ein« Beispiels werden im folgenden die durch das erfindungsgemaße Verfahren möglichen
Einsparungen aufgezeigt.
Konventionelle Fernsehübertragungskanflle benötigen eine Bandbreite von etwa 4 MHz. Dies entspricht
etwa einer Zeilenzahl von 525. F(Ir die übertragung
von Schriftvorlagen ist dieses Auflösungsvermögen jedoch nicht ausreichend; geeignete Systeme rnllDten
eine Bandbreite von etwa 30MHz aufweisen. Ss hat
sich gezeigt, daß für eine WiedcrgabequalÜftt die Abes tflsifrequcnz mindestens dem zweifachen der maxi«
malen Bildfrequenz entsprechen muH; im gewählten Beispiel ergibt das eine nitrate von mindestens
60 MBii/s. Werden sieben Vorlagen gemfiß dem erfvn-
(P
dungsgemäßen Verfahren gleichzeitig abgetastet, so ergibt dies eine Bitrate von
60-7 = «.7 =22i5MBit/s. ·
c, 18^3
Kombiniert man zv/ei Systeme mit je sieben Abtaststationen, so sind während eines Abtastintervalls
2-3 = 6 Adressenbits zu übertragen. Wählt man für die Übertragung ein PAM(Pulse-Amplitude-Modu-Iation)-Verfahren,
das die Übertragung von 64 verschiedenen Amplitudenwerten (dies entspricht dem in
sechs Bits enthaltenen Informationsgehalt) gestattet, so ergibt dies eine Reduktion der erforderlichen Bandbreite
auf -2'5 = 3,75 MHz, d. h. einen Wert, der der *5
Bandbreite konventioneller Fernsehübertragungskanäle
entspricht. Es lassen sich somit 14 Schwarz-Weiß-Fernsehverbindungen, die normalerweise je 30 MHz
Bandbreite erfordern, über eine Übertragungsleitung ao
von 3,75 MHz Bandbreite herstellen.
Obwohl das beschriebene Verfahren vorzugsweise für die Übertragung von Bildern, deren Bildpunkte nur
zwei verschiedene Helligkeitsgrade aufweisen, verwendet werden kann, ist auch eine Anwendung bei der as
Übertragung von Bildern mit einer Vielzahl von Helligkeitsgraden oder Grauwerten im Prinzip möglich.
Hierbei werden bei jeder Bildabtastung jeweils nur die einen bestimmten Grauwert aufweisenden Punkte
übertragen, d. h., die erforderliche Anzahl der Bildabtastungen entspricht der Anzahl der zu übertragenden
verschiedenen Grauwerte.
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde an Hand eines Bildübertragungssystems beschrieben. Es wird
darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch in Systemen Verwendung finden kann, in denen beispielsweise
die Bildabtastung oder die Prioritätssteuerung auf andere Weise vorgenommen werden; die gewählten
Operationen, Anordnungen und Schaltungen stellen nur bevorzugte Beispiele dar.
Claims (2)
1. Verfahren zur zeitmultiplexen Übertragung von mehreren aus Bildpunkten zweier Helligkeitsgrade
bestehenden Bildern zwischen einer Mehrzahl von Abtast- und Empfangsstationen, bei dem
mehrere zu übertragende Bilder gleichzeitig abgetastet und dabei dem Bildinhalt entsprechende elektrische
Signalfolgen erzeugt werden, die auf Eingangskanäle einer Multiplexeinrichtung gegeben
werden, die ausgangsseitig mit einer oder mehreren Übertragungsleilungen verbunden ist, derart, daß
die Multiplexeinrichtung beim Eintreffen der jeweils einem Bildpunkt entsprechenden Einzel· SS
signale der ihr zugeführten Signalfolgen ein die Adresse einer dem betreffenden Eingangskanal zugeordneten Empfangsstation kennzeichnendes Signal erzeugt und einer übertragungsleitung zu·
führt, und daß die Verbindungswege zu den Emp- 6σ
fangsstationen von den Adressensignalen über eine AdreB-Decödierungsschaltung direkt durchgeschal'
let werden, dadurch gekennzeichnet,
daß beim gleichzeitigen Auftreten mehrerer Ein· gangssignale durch eine PrlafitalEschaltung (30,31) 6J
eines der Ein/eNignale zu ι übertragung ausgewählt wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekenn· zeichnet, daß die Bildpunkte (64) in einer Pseudo-Zufallsreihenfolge
abgetastet und die empfangsseitige Bildzusammensetzung synchron in der
gleichen Reihenfolge erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastreihenfolge gleichzeitig zu
übertragender Bilder unterschiedlich ist und die Bildzusammensetzung an den den Abtaststationen
zugeordneten Empfängerstationen jeweils in der entsprechenden Reihenfolge erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastungen gleichzeitig zu übertragender Bilder in der gleichen Reihenfolge erfolgen,
diese jedoch zeitlich gegeneinander versetzt sind.
5. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Prioritätsschaltung erfolgende
Auswahl des beim gleichzeitigen Eintreffen von mehreren Einzelsignalen zu übertragenden
Signals für gleiche Bildpunkte bei aJcinanderfolgenden
Bildabtastungen unterschiedlich erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioritätsschaltung durch Pseudo-Zufallsimpulsfolgen
gesteuert wird.
7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Bild-Einzelsignale
von mehreren auf der Sendeseite vorgesehenen Abtaststationen (10-1 bis 10-7) einer als
Prioritätsschaltunp ausgestalteten Codier- und Multiplexschaltung (12) zugeführt werden und daß
aufeinanderfolgend immer nur für je eines der zugeführten Bild-Einzelsignale unter Steuerung eines
selektierenden Taktgebers die Adresse der dieses Bild-Einzelsignal liefernden Abtaststation abgegeben
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bild-Einzelsignale jeweils zweier
Abtaststationen (10-1 bis 10-7) in einer ersten Prioritätsstufe (Stufe 1) zusammengeführt werden
und dafür am Ausgang dieser Stufe unter Steuerung ' des Taktgebers jeweils nur maximal eine Abtaststationsadresse
pro Abtaststationspaar abgegeben wird, daß bei Vorhandensein von mehr als zwei
Abtaststationen kaskadenförmig die Adressen aus der ersten Prioritätsstufe (Stufe 1) in einer zweiten
Priori:ätsstufe (Stufe 2) usf. (Stufe 3 usw.) zusammengeführt werden und daß nur für eines von
allen gleichzeitig zugeführten Bild-Einzelsignalen jeweils die entsprechende Abtaststationsadresse
unter Steuerung des Taktgebers zur Übertragung abgegeben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer ungeraden Gesamtzahl von
Abtaststationen (10-1 bis 10-7) die Adresse einer einzelnen Abtaststation (10-7) bei Vorhandensein
eines Bild-Einzelsignals der zweiten Prioritätsstufe (Stufe 2) ohne P ioritätsvorauswaht durch die erste
Prioritälsstufe (Stufe 1) direkt zugeführt wird.
10, Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die über die
Übertragungsleitung (13) empfangenen Adressen wechselweise einem mindestens zweier Register (Sl
oder 52) zugeführt werden und daß die zwischen· gespeicherten Adressen jeweils nach vollständiger
Einspeicherung ebenfalls wechselweise und umschichtig der eigentlichen Decodierung und der Verteilung von Bikl-Einzelsignalen entsprechend den
sendeseitig übertragenen Adressen auf die ange-
209 625/234
schlossenen Empfangsstationen (16-1 bis 16-7) zugeführt
werden.
11. Als Prioritätsschaltung ausgestaltete Codier- und Multiplexschaltung zur Durchführung des
Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere auf
der Sendeseite vorgesehene Abtaststationen (10-1 bis 10-7) mit je einem Signaleingang (1 bis 7) der
Prioritätsschaltung (F i g. 3) verbunden sind und daß in Aufeinanderfolge immer nur je einem einen
dieser Signaleingänge öffnenden Steuereingang ein Taktgeberimpuls zugeführt wird, unter dessen
Steuerung bei Vorhandensein eines Bild-Einzelsignals am zugeordneten Signaleingang über einen
allen Steuereingängen gemeinsamen Adreßausgang die Adresse dei mit dem gerade geöffneten Signaleingang
verbundenen Abtaststation abnehmbar ist.
12. Prioritätsschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei der vorgesehenen
Abtaststationen (10-1 bis 10-7) in einer ersten Prioritätsstufe (Stufe 1) zusammengefaßt sind,
an deren Ausgang unter Steuerung des Taktgebers jeweils nur maximal eine Abtaststationsadresse
pro Abtaststationspaar abnehmbar ist, daß bei Vorhandensein von mehr als zwei Abtaststationen
kaskadenförmig je zwei Adreßausgänge der ersten Prioritätsstufe (Stufe 1) in einer zweiten Prioritäts-
stufe (Stufe 2) usf. (Stufe 3 usw.) zusammengefaßt sind und daß am Adreßausgang der kaskadenfoimigen
Gesamtschaltungsanordnung immer nur jeweils eine Abtaststationsadresse unter Steuerung
des Taktgebers zur Übertragung abnehmbar ist.
13 Prioritätsschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer ungeraden
Gesamtzahl von Abtaststationen (10-1 bis 10-7) die
Adresse einer einzelnen Abtaststation (10-7) bei Vorhandensein eines Bild-Einzelsignals der zweiten
Prioritätsstufe (Stufe 2) ohne Prioritätsvorauswahl durch die erste Prioritätsstufe (Stufe 1) direkt zugeführt
wird.
14 Adreß-Decodierschaltung zur Durchfuhrung
des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Übertragungsleitung
(13) zugeführten Adressen über einen Schalter (50) wechselweise einem mindestens
zweier Register (51 oder 52) zugeführt werden und daß die zwischengespeicherten Adressen jeweils
nach voltständiger Einspeicherung ebenfalls wechweise und umschichtig dem Eingang einer eigentlichen
Decodierurtgsschaltung (54) zugeführt werden,
an deren separaten Ausgängen Bild-Einzelsignale für die angeschlossenen Empfangsstationer
(16-1 bis 16-7) entsprechend den empfangener Adressen verteilt abnehmbar sind.
Hierzu
2 Blatt Zeichnungen
Family
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