DE1911338C - Verfahren und Schaltungsanordnung zur zeitmultiplexen Übertragung von mehreren aus Bildpunkten zweier Helligkeitsgrade bestehenden Bildern - Google Patents

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.

Kompressionsfaktors (72:36 = 2) nur bei sehr teuren Die bisher beschriebenen Systeme sind für Bild*

'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*

Übertragung von Bildsignalen, bei der jedes Einzel* 63 übertragung einem bereits gegebenen Nachrichten*

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

Für die Übertragung von Bildsignalen wurden Vei- Bildern pro Sekunde möglich, ohne eine wesentliche

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.

Abständen übertragen werden. Empfangsseitig w^:rd Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach-

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-

Ein anderes, ebenfalls echtes Bildübertragungs- systems, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Multiplexverfahren ist in der deutschen Patentschrift betrieben werden kann,

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,

Signalen einkanalig an eine Empfangsstation übermit- 4» F i g. 5 den Aufbau der in F i g. 1 gezeigten Adreß-

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·

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zur 6$ bindung bestehen kann, zur AdreQ-Decodierungs-

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

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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

Adresse bzw. die Adresse Null übertragen.

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 T_s 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

MuItrpleMehaltUflg, Die dargestellte Einrichtung be* S positives Potential aufweist, Darüber hinaus dient eine

lit« *lebV3tf liflgftflge 1 bis 7, die rtilt den von sieben Öt)ßR*Sehaltung 4*·! eis Verbindung 2ur Stufe 1,

Aoittttiialtoflfft 10*1 Hs 10*7 kommenden Eingangs* d. h, iur Schaltung 31*11. Oas Register 4<»1 besteht MtUfIgIiI IM Ws 11*7 verbunden, sind. Jeweils zwei au» drei bjslfta Stufen and dient auf Slidung und

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

Blinden, die unter Steuerung einer durch Taktgeber- oder der mit dem Eingang 2 verbundenen Abtast·

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

Wenigster« einem der beiden Einginge ein Eins-Signal an Hand der möglichen Eingangssignalkotnbinetionen Sowie die binäre Adresse einer ein Eins-Signal liefern- «5 beschrieben, wobei ein Eins-Signal einem positiven

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

In Stufe 2 werden in den Schaltungen 31-21 und die Potentiate χ, == 0 (τ, = 1) und x_t -= 1, d. h., die

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*,.

Schaltung 31-11 oder 31-12 ein Ausgangssignal liefert. auf Null-Potential liegi. Am Ausgang der ODEP-

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

Schattung 30-2 dient wiederum dazu, eine Auswahl aus 40 der im Register gespeicherte Wert der Adresse 001 der

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 A_x 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 A_t 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.

Tabelle I

	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.

Für Systeme mit extrem hohen Qualitätsansprüchen

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

Signal an den Eingängen 1 oder 2 bzw. 3 oder 4 auftritt, Registerstufen sind Über ODER-Schaltungen iia, 43*

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

Werte aus den Registern 4*4 bzw. 464 in entspre» gibt. Mit 5i ist eine Flip-Flop Schaltung bezeichnet, Chende Registerstufen des Registers 46-3. die von Taktimpulsen umgeschaltet wird. Beim Um- Die Ausgänge der Schaltungsanordnung 31-21, d. h. ie schalten liefert diese Schaltung jeweils auf einen der

der Ausgang der ODER-Schaltung 45-3 sowie die Aus- Ausgänge A_x bzw. Λ, ein Steuersignal, das zur Null

fange der Stufen des Registers 46-3, werden mit den Rückstellung der angeschlossenen Register 91 bzw. 52

Eingängen der Schaltung 31-31 derStufe3(Fig.3)ver- dient. Bei der Rückstellung von Eins auf Null liefert

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

HOd 31-22 bestehenden Schaltanordnung, die mit der in beim Eintreffen de« Rücksteilimpulses bereits in der F i g. 4 gezeigten praktisch identisch ist und die Ein- Nullstellung, so wird kein Impuls abgegeben,

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 in F i g. 4 gezeigte Schaltung enthält ebenso wie jung B_t umgeschaltet und die Flip-Flop Schaltung 55

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 A_x gegeben wird. Dieser Impuls löscht die Stufenl

logischen Arbeitsvorgänge erforderlichen Schaltglieder und 3 des Registers (Stufe 2 befindet sich noch in der

Und Verbindungen. Null-Stellung), die ihrerseits Impulse an die ODER- Der Vollständigkeit halber ist zu nennen: Die UND- Schaltungen 53a und 53r abgeben. Sie durchlaufen die Schaltungen 40-2 und 40-3 erfüllen in den Schartungs- ODER-Schaltungen und werden im Decoder 54 deco-

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 A_x 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

F i g. 5 zeigt das Prinzipschaltbild der Adreß-Deco- können, der gesamte Schwarzanteil relativ gering ist

dierschaltung, die in Fig. 5 mit 14 bezeichnet ist. läßt sich mit diesem Verfahren ein erheblicher Korn-

Diese Schaltung erhält über die gemeinsame Über- pressionsfaktor erzielen.

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

Empfangsstationen auf, die an die in F i g. 5 gezeigten Kompressionsfaktor Ausgangsleitungen 15-1 bis 15-7 angeschlossen sind. _ ^ — 1

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

In F i g. 5 ist mit 50 ein elektronischer Schalter dar- zeigt, die Adresse Null vermieden wird. Da für jedei

gestellt, der, geschaltet durch Taktimpulse, eingehende 65 schwarzen Bildpunkt die binär codierte Adresse de

Signale entweder über seinen Ausgang B₁ einem Re- Empfangsstation übertragen wird, ist dieser Zähler

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

Für das gewählte Beispiel ergibt sich aus dem Pro-

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 c_p — 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 c_p — 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)

Patentansprüche:

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-

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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