DE2225652C3 - Verfahren und Einrichtung zur Codierung und Decodierung von Videosignalen - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Codierung und Decodierung von VideosignalenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Codierung und Decodierung von
Videosignalen.
Zur Codierung eines Videosignals, das durch Rasterabtastung eines Bildes entstanden ist, braucht man im
Prinzip 2" Bits pro Bildpunkt, wenn man 2" verschiedene
Grautöne erhalten will, also z. B. 6 Bits pro Bildpunkt bei Stufen. Es hat sich aber herausgestellt, daß bei der
Codierung erhebliche Einsparung möglich ist, weil im Videosignal viel redundante oder irrelevante Information enthalten ist, die man für eine Wiederherstellung
des Bildes mit ausreichender Qualität nicht benötigt
Erstens sind die Bildpunkte innerhalb eines Bildes wie auch in zwei aufeinanderfolgenden Bildern statistisch
nicht völlig voneinander unabhängig. Zweitens sind für den menschlichen Betrachter wegen der Eigenschaften
des Auges und des Sehvorgangs gewisse Bildverände- ss rungen gar nicht wahrnehmbar. Und drittens ist man bei
vielen Anwendungen bereit, geringe Qualitätsverminderungen bei der Bildwiedergabe in Kauf zu nehmen,
wenn die wesentliche Information erhalten bleibt.
Eine Verminderung der im Durchschnitt pro Bildpunkt für die Codierung benötigte Anzahl von Bits
ergibt erhebliche Einsparungen sowohl bei der Übertragung als auch bei der Speicherung der codierten
Video-Information. Deshalb sind schon verschiedene Verfahren zur Informations-Reduktion bei der Codierung vorgeschlagen worden.
Bei einem bekanntgewordenen Verfahren wird die Information eines ganzen Bildes gespeichert, und es
wird für einen Bildpunkt nur dann eine Angabe gemacht und codiert, wenn er in zwei aufeinanderfolgenden
Bildern einen Helligkeitsunterschied aufweist, der einen festgesetzten Wert überschreitet. Mit einem solchen
Verfahren benötigt man nur noch etwa ein Bit pro Bildpunkt. Dies scheint das erreichbare Minimum zu
sein; jedoch ist der technische Aufwand sehr groß und für eine breitgestreute Anwendung nicht vertretbar.
Andere bekanntgewordene Verfahren gehen von der Tatsache aus, daß die meisten Bilder einerseits große
Bereiche geringer Helligkeitsunterschiede (helle, dunkle Flächen) und andererseits begrenzte Bereiche mit
Helligkeitssprüngen (Kanten zwischen Hell und Dunkel) enthalten. Für diese beiden Informationsarten kann
man zwei unterschiedliche Codierungen verwenden.
Aus der US-Patentschrift 35 73 364 ist ein Signalübertragungssystem bekannt, das mit Deltamodulation
arbeitet, bei abrupten Signaländerungen diese jedoch mittels Pulscodemodulation überträgt. Dieses Verfahren erfordert für die Codierung der Abtastwerte
vergleichsweise viel Codebits.
In der US-Patentschrift 34 39 753 üt ein zwei
Codierungsarten verwendendes Verfahren zum blockweisen Übertragen von pulscodierten Abtastproben
beschrieben. Dabei ist festgelegt, wie viele Abtastproben pro 31ock höchstens in der einen, viele Codebits
erfordernden Codierungsart übertragen werden dürfen. Daher sind Zähler erforderlich, die auf den Höchstwert
voreingestellt werden und nach dessen Erreichen das Umschalten auf die zweite Codierungsart für den Rest
eines Blockes steuern.
Aus der US-Patentschrift 34 22 227 ist ein Übertragungsverfahren für Videosignale bekannt, bei dem
kleine Amplitudenänderungen in einem ersten Code übertragen werden, während für große Amplitudenänderungen ein erweiterter Code benutzt wird. Die den
großen Amplitudenänderungen entsprechenden erweiterten Codebitgruppen einer Abtastzeile werden
gespeichert und während der dem Zeilenrücklauf entsprechenden Zeit übertragen.
Im US-Patent 30 71 727 wurde vorgeschlagen, die Bildpunkte in Bereichen geringer Änderungen durch
8-Bit-PCM-Wörter zu codieren, und an den Übergängen 4-Bit-Differenz'PCM'Codierung zu verwenden. Zu
jedem Codewert von 8 Bits bzw. 2x4 Bits wird ein
zusätzliches Kennzeichenbit benötigt, um die Codierungsart anzugeben. Dieses Verfahren erfordert eine
relativ große Bitzahl pro Bildpunkt, besonders dann, wenn die »flachen« Partien den größeren Teil der Bilder
ausmachen.
Das US-Patent 34 03 226 beschreibt ein Verfahren, bei dem die Abtastpunkte in Gruppen behandelt
werden. Ein Wert jeder Gruppe wird durch ein 8-Bii-PCM-Wert codiert, die übrigen werden in
4-Bit-Differenz-PCM dargestellt Dem voll codierten Wert jeder Gruppe muß eine Positionsaßgabe in
codierter Form hinzugefügt werden, wodurch die erforderliche Bitzahl erhöht wird. Außerdem müssen die
Abtastwerte für jeweils eine ganze Gruppe von Bildpunkten gespeichert und gemeinsam ausgewertet
werden.
Schließlich wurde noch ein Codierverfahreri mil zwei
Betriebsarten in dem Artikel »Stop-Scan Edge Detection System for Interplanetary Television Transmission« von W. K. Pratt beschrieben, veröffentlicht im
Konferenzbericht »IRE National Symposium on Space Electronics & Telementry, 1962« (Paper 43). Bei diesem
Verfahren werden die Kanten, d. h. Sprünge in der
Intensität, durch zwei Codeangaben dargestellt: .5 Bits
für die Amplitude (Differenz-PMC), und 4 Bits für die Position des Übergangs. Im übrigen wird die gesamte
Bildinformation nach Ausfilterung der höherfrequenten Anteile der Übergange durch Deltamodulation codiert.
Ein Nachteil dieses Verfahrens ist die erforderliche Behandlung der Signale auf zwei getrennten Wegen.
Die Bildinformation muß zweimal abgetastet werden, oder sie muß nach der ersten Auswertung bis zur
zweiten Auswertung gespeichert werden. Im Empfänger muß das Videosignal wieder aus zwei Bestandteilen
zusammengesetzt werden. Ein weiterer Nachteil ist, daß für die Übergänge neben der Amplitudcninformalion
noch die Bitposition angegeben werden muß. wofür immerhin je 4 Bits erforderlich sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Codierung und Decodierung
von Videosignalen anzugeben, das möglichst wenig Binärinformation pro ßildpunkt erfordert. Dies soll
einmal erreicht werden durch die Kombination zweier besonders geeigneter Codierungsarten, außerdem dadurch,
daß möglichst wenige Steuer- oder Hilfsbiis verwendet werden, die ja keine eigentliche Bildinformalion
übertragen. Außerdem soll sich dieses Verfahren mit einer einfachen Schaltungsanordnung und möglichst
wenig Hilfsspeicher-Kapazität durchführen lassen.
Diese Forderungen werden erfüllt durch ein Verfahren zur Codierung und Decodierung von Videosignalen,
bei dem die Codierung abhängig vom Amplitudenverlauf durch zwei verschiedene Pulsmodulationsverfahren
erfolgt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das eine Modulalionsverfahren das der Deltamodulation und das
andere das der Diffcrcnz-Pulscodc-Modulation ist und daß zur Kennzeichnung der Übergänge von einer
Codierungen zur anderen jeweils Code-Bitgruppen benutzt werden, die selbst auch Videosignal-Differcnzwerte
sind.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß von der Codierung keine Vorbehandlung oder Aufspaltung des
Videosignals und demnach auch keine Speicherung erforderlich ist. Die Codierung erfolgt fortlaufend in
Echtzcit. und es entsteht ein kontinuierlicher Bitstrom,
aus dem mit geringer /.eitverschicbung in einem sehr
einfach aufgebauten Decodierer das Videosignal wieder rekonstruiert werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden Text anhand von Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt
F i g. I Schema der Delta-Codierung mit dreifacher Abtastfrequenz und Majoritätsauswahl zur Reduzierung
der Anzahl zu übertragender Bits.
Fig. 2 Schema der Majoritätsauswahl und der Bit-Rekonstruktion bei einer Delta-Codierung gemäß
Fig. 1.
Fig. 3 Quantisierungs-Kennlinie für DPCM mit unterschiedlichen Abständen der Quantisierungs-Stufen.
Fig. 4 Beispiel eines Videosignal-Intervalls mit
Codierung durch zwei verschiedene Code-Arten samt Umschaltung zwischen den Betriebsart an,
F i g. 5 Schema des Einsetzens von Markierbits zur Unterscheidung an sich gleicher Bitfolgen.
F i g. 6A und 6B Blockschaltbild eines Codierers und eines Decodierers zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
t ι £- w»_ t-iiix. τ ut ciu.j.yi.iicitj-.JwidiiuiigaatHri UIIUIIg IUI
den Codierer von F i g. 6A zur Verhinderung von
Kantenflimmern.
F i g. 7Λ und 7B Blockschaltbild der Auswcrtutigseinheilen
für einen Codierer und Decodierer gemäß Fig. 6Aund6B.
Das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens -, besteht darin, das Videosignal je nach seinem Amplitudenverlauf
abwechselnd entweder durch Delta-Modulation oder durch Differenz-Pulscode-Modulation — im
folgenden DPCM genannt — zu codieren, wobei der Übergang zur DPCM-Codierung durch das Auftreten
in bestimmter Kombinationen von Delta-Bits gekennzeichnet
wird, während der Übergang zur Delta-Codierung durch bestimmte Paare von DPCM-Codewörtern
angezeigt wird. Es werden keine besonderen Positionsangaben benötigt, um die Übergangsstellen zu kenn
ι» zeichnen,
Delta-Codierung
Die Delta-Codierung der Signalintervalle geringer Amplitudenänderung wird nach einem besonderen
2(1 Schema vorgenommen, das in F i g. 1 und F i g. 2
dargestellt ist. Es wird davon ausgegangen, daß das Signal, welches digitalisiert werden soll, mindestens mit
der Nyquist-Frequenz f, = 7(f abgetastet werden muß.
wobei ft die zu übertragende Grenzfrequenz des
.ι Videosignals ist.
Im hier beschriebenen Codierverfahren wird für die Deita-Codierung jedoch mit der dreifachen Nyquist-Frep'ienz,
also 3/„ abgetastet. Pro Nyquistintervall fallen deshalb drei Delta-Bits an, wie dies in Zeilen IA
v< und IB von F i g. I zu sehen ist. Von jeder 3-Bit-Gruppe
wird aber im allgemeinen nur ein Bit übertragen, das dem Bit entspricht, welches in der Dreiergruppe die
Majorität hatte. Zeile IB zeigt die unkomprimierte. Zeile IC die komprimierte Codierung. Für die
η Übertragung ist also trotz der Abtastrate von 3Λ nur die
Bitrate Λ erforderlich. Auf der Empfängerseite wird
schematisch aus jeder »I« die Bitgruppe »101« rekonstruiert, und aus jeder »0« die Bitgnippe »010«.
Hieraus wird durch Addition bzw. Subtraktion des
w Amplitudenquantums q das Signal wiederhergestellt.
Die durch die schematische Dekompression entstehenden Fehler sind, wie in Zeilen I D und i E zu sehen ist. nur
geringtügig.
Das vollständige Schema für die Kompression der
* i Delta-Codierung auf der Senderseite (Codierer) und für
die Rekonstruktion auf der Empfängerseite (Decodierer) ist in der Tabelle in Fig. 2 dargestellt. Die beiden
letzten Zeilen dieser Tabelle enthalten die Ausnahmefälle, in denen keine Kompression, d. h. Majoritätsaus-
5n wahl erfolgt, weil in diesen beiden Fällen die
unkomprimierten Delta-Bits als Dreiergi-ape zur
Kennzeichnung einer Umschaltung von Delta- auf DPCM-Codierung benutzt werden.
Es wird angenommen, daß in den Fällen, wo dreimal
hintereinander ein Delta-Schritt in gleicher Richtung (positiv oder negativ) notwendig ist, ein weiterer steiler
Amplitudenanstieg bzw. -abfall bevorsteht, für den die DPCM-Codierung besser geeignet ist als die Delta-Codierung.
Deshalb erfolgt an diesen Stellen eine
w) Umschaltung. Dieser Vorgang wird noch im Zusammenhang
mit F i g. 4 beschrieben.
DPCM-Codierung
Für die DPCM-Codierung werden die Amplitudendifferenzen
nur mit der einfachen Abtastfrequenz f, abgetastet jeder Differenrüvert wird durch ein 3-Bit-Codewort
dargestellt, so daß also acht verschiedene Werte dargestellt werden können.
Eine mögliche Quantisierungskcnnlinic für die
DPCM-Codierung ist in F i g. 3 gezeigt. Die Nichtlinearitäl der Kennlinie (größere Abstände der Quantisierungsstufen bei höheren Differenzwerten) nutzt die von
der Amplitudendifferenz abhängige Fehlertoleranz des Auges aus, um den Bereich der Codierung bei gleicher
Bitanzahl zu vergrößern.
I", Fig.3 ist auch die Quantisierungskennlinie für
Deltti· Codierung eingetragen, die im Absland +</ bzw.
-q zur Abszisse verläuft (Quantisierungsschritt nur abhängig vom Vorzeichen, unabhängig vom Absolutwert des Differenzsignals).
Die günstigsten Werte für die Quantisierungsstufen in DPCM werden am besten empirisch ermittelt. Sie
können evtl. am Codierer variabel einstellbar gemacht werden. Der kleinste DPCM-Wert könnte statt Iq z. B.
auch 13«7 oder 3(7 sein.
Codierungsbeispiel mit Umschaltung zwischen zwei
Codierungsarten
In Fig.4 ist an einem Beispiel gezeigt, wie ein
Signalintervall nach dem erfindungsgemäßen Verfahren codiert wird. Die stetig verlaufende Kurve stellt das
Original-Videosignal dar, die Treppenkurve das aus den codierten Werten rekonstruierte Signal. Die Differenz
zwischen der Treppenkurve und der stetigen Kurve ist das jeweils zu codierende Differenzsignal. Zeile A zeigt
die umkomprimierten Delta-Bits. Zeile B die zur Übertragung gelangenden Code-Bits (Delta) bzw.
Code-WörtertpPCM).
' inks in Zeile A sind zwei Gruppen ungleicher Delta-Bits zu sehen, die durch Abtastung mit 3f,
entstehen, und von denen — wie in F i g. 2 gezeigt — je ein Majoritätsbit ausgewählt wird Dann beginnt der
steile Anstieg des Videosignals, wodurch sich die Delta-Bitgruppe »111» ergibt. Diese Gruppe wird nicht
komprimiert sondern unverändert übertragen, bewirkt aber eine Umschaltung zur DPCM-Codierung. Die
Umschaltfunktion ist durch die Doppelstriche am Kästchen dieser Bitgruppe in Zeile B angedeutet Von
dieser Stelle an wird mit einfacher Frequenz f, abgetastet deshalb ist die Schrittweite von da an
dreimal so groll, in jedem Abtastzeitpunkt wird der
Differenzwert entsprechend der Kennlinie der Fig.3 durch 3 Bits codiert (je ein Kästchen in Zeile B).
Wenn das Videosignal wieder in einen flachen Bereich Obergeht pendelt die aus den DPCM Codewörtern rekonstruierte Treppenkurve hin und her («Leerlauf« — wie bei der Delta-Codierung konstanter
Amplitudenwerte). An dieser Stelle soll wieder zum Delta-Betrieb übergangen werden. Das Kennzeichen
kann entweder ein n-maliger Wechsel des Vorzeichens (erstes Bit jedes Codewortes) ohne Rücksicht auf den
Amplitudenwert sein, oder ein einmaliger Wechsel des
Vorzeichens, wobei das zweite Codewort den kleinsten DPCM-Wert darstellt Die zweite Lösung ist für das
Ausführungsbeispiel angenommen und in Fig.4 gezeigt Selbstverständlich sind noch weitere Varianten
für die Kennzeichnung des Obergangs möglich.
In Zeile B von F i g. 4 sind die beiden Codewärter, an
denen der Obergang zur anderen Betriebsart erkannt wird, mit Doppelstrichen versehen (»000« und »111«).
Nach dem Auftreten des zweiten dieser beiden Cödeworier wird wieder hü Deha-Beirieb codiert Die
Abtastung erfolgt also wieder nut dreifacher Frequenz 34 und aus je drei Delta-Bits wird das Majoritätsbit zur
Übertragung ausgewählt, wie dies mit den drei
Bitgruppen rechts in Zeile A und B gezeigt ist.
Zur Verdeutlichung seien die verschiedenen Abtastfrequenzen und Übertragungscode-Bitraten hier noch-, mais gegenübergestellt: Bei Delta-Codierung erfolgt die
Abtastung mit dreifacher Frequenz 3Λ- Wegen der
Majoritätsauswahl ist aber die Bitratc für den zu übertragenden Code nur /i.
Bei DPCM-Codierung dagegen erfolgt die Abtastung tu mit einfacher Frequenz Λ- Da aber jedesmal drei Bits
anfallen, ist die Bitrate für die zu übertragenden Codewärter 3/;
Die eigentliche Übertragung erfolgt aber nicht mit zwei verschiedenen Bitraten, sondern mit einer
ii konstanten mittleren Bitrate /» Deshalb wird ein
Pufferspeicher benötigt. Dies wird weiter unten am Beispiel einer erfindungsgemäßen Codiereinrichtung
gezeigt.
Markierbiis
Aus einem im Codierer erzeugten Bitstrom, wie er in
Zeile B von Fig.4 dargestellt ist, kann ein Decodierer
grundsätzlich erkennen, wann ein Wechsel der Codierungsart (Betriebsart) erfolgen muß, damit die eintref-
_>i fenden Binärzeichen richtig decodiert werden können.
Es gibt jedoch Sonderfälle, die eine Zugabe von Hilfsbits oder Markierbits erforderlich machen, damit
eine eindeutige Zuordnung möglich ist. Es können nämlich im Delta-Betrieb drei gleiche Bits im Bitstrom
ι» nicht nur dann auftauchen, wenn eine Umschaltung
erfolgen soll (wenn also keine Kompression oder Majoritätsauswahl vorgenommen wurde); es ist auch
möglich, daß im komprimierten Delta-Bitstrom dreimal hintereinander das gleiche Bit erscheint. So kann z. B.
ü aus der unkomprimierten Bitfolge Ί0Γ10ΊΌΙΓ die
komprimierte Bitfolge TlT entstehen, die aber
keinesfalls eine Umschaltung auf DPCM-Codierung
veranlassen soll.
Delta-Betrieb drei gleiche Binärzeichen aufeinanderfolgen, werden durch zusätzliche Markierbits unterschieden. Das Schema hierfür ist in F i g. 5 gezeigt.
h ig.3Λ zeigt zwei Faiie, bei denen keine umschaltung erfolgt bei denen also der Delta-Betrieb
beibehalten wird. Im komprimierten Delta-Code wird
an drei gleiche Bits (die durch Majoritätsauswahl selber aus je 3 unkomprimierten Bits entstanden sind) je ein
ungleiches Markierbit angehängt Die Markierbits sind in der Zeichnung in Klammern gesetzt Sie übertragen
so keine Video-Information und werden vom Decodierer einfach unterdrückt nachdem sie bewirkt haben, daß die
drei vorangehenden gleichen Bits durch je 3 Rekonstruktionsbits ersetzt werden, aber keine Betriebsartumschaltung bewirken.
In F i g. 5B sind acht verschiedene Falle dargestellt in
denen ein Obergang vom Delta- zum DPCM-Betrieb erfolgt Jedesmal wird an die Gruppe dreier gleicher
Delta-Bits (im Kästchen), die nicht komprimiert sind,
von denen jedes einen Delta-Signalschritt bedeutet und
die außerdem gemeinsam als Umschaltungskennzeichen
dienen, zuerst ein gleiches und danach ein ungleiches Markierbit (in Klammern dargestellt) angehängt Das
erste Markierbit erhöht die Anzahl aufeinanderfolgender gleicher Bits auf mindestens vier, woran der
Decodierer erkennen kann, daß nicht die in Fig.5A
dargestcHtc Situation vorliegt Das zweite, ungleiche
Markierbit ist zur Abgrenzung erforderlich, weil erstens vor der Umschaltgruppe noch ein oder zwei weitere
gleiche Bits vorkommen können, und weil zweitens nach
der Umschaltung wieder die gleichen Bits wie die der Umschaltgruppe als DPCM-Codewörter auftreten können.
Wenn der Decodierer feststellt, daß er bei einem Übergang das zweite Markierbit empfangen hat,
bewirkt er folgendes:
a) Umschaltung auf DPCM-Betrieb;
b) Unterdrückung der beiden zuletzt empfangenen Markierbits;
c) direkte Weitergabe der drei vorangehenden gleichen Bits zur Signalrekonstruktion (keine Expansion);
d) Expansion der evtl. noch vorher empfangenen ein oder zwei gleichen Bits (angedeutet durch gestrichelte Linie in der zweiten bis vierten und in der
siebten Zeile), d. h. Umwandlung jedes dieser Komprimierten Bits in drei unkomprimierte Bits
vor der Weitergabe zur Signalrekonstruktion.
Die im linken Teil der Fig.5B erscheinenden einzelnen Markierbits haben nicht mit dem Übergang zu
tun. Sie sind von der gleichen Art wie die in Fig.5A
gezeigten und hier nur zur Veranschaulichung der verschiedenen möglichen Fälle eingesetzt. Immer
werden die im linken Teil der Fig.5B stehenden Bits (außer den Markierbits) durch je drei Delta-Bits ersetzt:
die innerhalb der gestrichelten Linien stehenden Bits können aber erst verarbeitet werden, wenn die ganze
nachfolgende Übergangsgruppe einschließlich Markierbits empfangen und erkannt worden ist.
Innerhalb der DPCM-Codierung sind keine Markierbits erforderlich, weil nur 3-Bit-Code Wörter mit
eindeutiger Zuordnung vorkommen, auch beim Übergang zur Delta-Codierung.
Ausführungsbeispiele eines Codierers und eines Decodieren, die zur Durchführung des beschriebenen
Codierverfahrens geeignet sind, werden anhand von F i g. 6A und 6B im folgenden beschrieben.
Ein Taktgeber 27 liefert der Auswertungseinheit die einfache und die ;>eifache Abtastfrequenz f, und 3A; im
vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 MHz und 6 MHz für eine Videobandbreite von I MHz.
-, Die Bitfolgen aus der Auswertungseinheit werden einem dynamischen Pufferspeicher 29 zugeführt. Dieser
kann die Binärzeichen mit verschiedenen Bitraten aufnehmen und mit einer konstanten Bitrate ig, die
durch einen vom Taktgeber 27 gesteuerten Frequenzin wähler 31 festgelegt wird, abgeben. Die Bitrate fB
beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 3 MHz.
Je nach Beschaffenheit des zu codierenden Videosignals kann es vorkommen, daß der Speicher die
Tendenz hat, überzulaufen oder leer zu werden. Diese
is extremen Fälle müssen unbedingt vermieden werden. Es
ist deshalb eine Verstärkungsregelung 33 vorgesehen, die ein Eingangssignal erhält, das den Füllungsgrad des
Puffers angibt, und die ein Steuersignal an den Eingangsverstärker 15 abgibt. Wird der Speicher zu voll
m (Überschreitung eines Grenzwertes), so wird die
Verstärkung in 15 vermindert. Dadurch werden alle Differenzsignale verkleinert, und es werden mehr
Abtastwerte im Delta-Betrieb codiert als im DPCM-Betrieb. Damit fallen automatisch weniger Bits pro
2ί Zeiteinheit an, so daß der Puffer wieder seinen mittleren
Füllungsgrad erreichen kann. Bei zu starker Entleerung des Puffers wird die Verstärkung vergrößert. Dadurch
werden relativ mehr Abtastwerte in DPCM codiert, so daß sich der Puffer wieder auffüllen kann. Die durch die
in Verstärkungsregelung hervorgerufene Verfälschung der Dynamik wird im Decodierer wieder kompensiert.
Als Pufferspeicher-Einrichtung 29 eignet sich eine
Parallelschaltung mehrerer dynamischer Schieberegister, deren Eingänge und Ausgänge durch je einen
Ringschalter zyklisch mit dem Gesamt-Eingang bzw. -Ausgang des Puffers verbunden werden können.
Während eine Gruppe nebeneinanderliegender Schieberegister (etwa die Hälfte aller Schieberegister) gefüllt
ist, wird das im Zyklus »davor« liegende Register gerade
aufgefüllt, und das »dahinter« liegende gerade entleert
Aus der relativen Stellung des Eingangsringschalters und des Ausgangsringschalters zueinander laJt sich der
der Bandbreite beschränkt, z. B. auf 1 MHz. Das
Videosignal wird über einen Verstärker 15 einer Subtrahierschaltung 17 zugeführt in welcher die
Differenz aus dem Original-AnalogVideosignal und einem aus dem digital codierten Signal rekonstruierten
Videosignal gebildet wird. Das Differenzsignal gelangt an einen Quantisierer 19. Der Quantisierer hat 10
Ausgangsleitungen, nämlich zwei Leitungen für die positive und negative Delta-Quantisierung und acht
Leitungen für die acht möglichen DPCM-Stufen. Es ist jeweils ein von den zwei Delta-Leitungen und eine von
den acht DPCM- Leitungen erregt
Die Quantisierer-Ausgangsleitungen sind mit einer Auswertungseinheit 21 verbunden, die ein für die
Erfindung wesentlicher Bestandteil des Codierers ist Diese Einheit tastet die quantisierten Signale ab und
stellt aus den aufeinanderfolgenden Abtastwerten die erforderliche Codierungs-Betriebsart fest Sie gibt
Ausgangssignale ab, die zur lokalen Rekonstruktion des codierten Videosignals mittels eines Digital-Analog-Umsetzers 23 und eines Integrators 25 dienen, sowie die
Bitfolgen samt Markierbits, welche an den Empfänger fibertragen werden sollen. Die Auswertungseinheit des
Codierers wird anhand von Fig.7A noch £ünauer
beschrieben.
dargestellt Er hat an seinem Eingang einen Pufferspeicher 51, der dem Codierer-Puffer 29 entspricht Mit dem
Ausgang des Puffers ist eine Auswertungseinheit 53 verbunden, die anhand von F i g. 7B noch etwas genauer
beschrieben wird. Sie stellt aus dem eintreffenden
so Bitstrom die Betriebsart fest unterdrückt die Markierbits, und gibt auf getrennten Ausgangsleitungen die
Delta- und DPCM-Signale ab. Zur zeitlichen Steuerung erhält sie die Taktsignale f, und 34 die ein Taktregenerator 55 aus der Bitrate /« des Übertragungskanals
ableitet Die Auswertungseinheit gibt außerdem ein Lese-Steuersignal an den Puffer 51 ab. In den Puffer
werden die eintreffenden Binärzeichen mit konstanter Bitrate /β eingegeben. Doch müssen die Bits je nach
Betriebsart mit zwei verschiedenen Frequenzen ausge
lesen werden: im Delta-Betrieb ein Bit pro Zeiteinheit
im DPCM-Betrieb drei Bits pro Zeiteinheit
Die Codesignale aus der Auswertungseinheit gelangen an einen nachfolgenden Digital-Analog-Umsetzer
57, aus dessen analogem Ausgangssigna] in einer
Integrierschaltung 59 das Videosignal rekonsbuiert
wird Ober einen Verstärker 61 und ein Tiefpaßfilter 63
gelangt das Videosignal zur Abbildung an eine Bildschirmeinheit 65.
Wei! im Codierer eine Verstärkungsregelung erfolgte,
um den Füllungsgrad des Puffers möglichst konstant zu halten, muß auch im Decodierer die Verstärkung
abhängig von der Füllung des Puffers gesteuert werden, um die Dynamikkompression zu kompensieren. Hie/zu
ist die Verstärkungssteuerung 67 vorgesehen. Wenn sich im Codierer der Puffer zu Überfüllen beginnt, weil zuviel
Signalanteile in DPCM codiert werden (höhere Bitrate), muß die Verstärkung vermindert werden. Wenn das
entsprechende Signalintervall im Decodierer den Speicher verläßt, hat der Speicher die Tendenz, leer zu
werden, weil im DPCM-Betrieb die Entnahme-Bitrate beim Puffer höher als im Durchschnitt ist; dann muß die
Verstärkung vergrößert werden, um am Schluß wieder den richtigem Amplitudenwert des Analogsignals zu 1·;
erreichen.
Auswertungseinheiten
UK Auswertungseinneiten sina aie tür aas Descnne- 2r>
bene Verfahren wesentlichen Bestandteile des Codierers und des Decodierer^ Sie sind in Blockform in
F i g. 7A und 7B dargestellt.
Am Eingang der Auswertungseinheit des Codierers ist eine Abtastvorrichtung 81 vorgesehen, die mit den
Ausgangsleitungen des Quantisierers, nämlich acht Parallelleitungen für DPCM-Signale und zwei Leitungen
für Delta-Signale, verbunden ist. Von diesen Leitungen ist je eine pro Gruppe ständig erregt
entsprechend den beiden in Fig 3 gezeigten Kennlinicn.
Das Delta-Signal kann durch eine Zwangsbitschaltung 83 mit Hilfe von Steuersignalen 51 und 52 auf
Werte eingestellt werden, die unabhängig vom Quantisierer sind. Der Zweck dieser Schaltung wird aber erst
weiter unten beschrieben, und es sei hier angenommen, j5
daß die Schaltung 83 das Delta-Signal vom Quantisierer unverändert passieren läßt
Im Delta-Betrieb tastet die Abtastvorrichtung 81 die
beiden Delta-Leitungen mit der Frequenz 3/i ab und gibt
die entstehenden Impulse auf den beiden Delta-Leitungen an eine Betriebsartsteuerung 85, den Digital-Analog-Umsetzer
23 (Fig.6A) und eine Majoritätsschaltung Ä7 wAitpr Im ΟΡΓ^λ4.η<»·*·ΐ<»Κ worA^r* Λΐο *chi
DPCM-Leitungen mit der einfachen Abtastfrequenz f, abgetastet und die entstehenden Impulse auf den acht
Ausgangsleitungen an die Betriebsartsteuerung 85, den Digital-Analog-Umsetzer 23 im Rückkopplungszweig
und an eine Codierschaltung mit Parallel-Serie-Umsetzer91
weitergegeben.
Die Betriebsartsteuerung ist so eingerichtet, daß sie aus der Kombination aufeinanderfolgender Abtastimpulse
feststellen kann, wann eine Umschaltung vom Delta-Betrieb zum DPCM-Betrieb bzw. umgekehrt
erfolgen muß (wie dies bereits anhand von F i g. 2 und Fig.4 erläutert wurde). Nach jeder Umschaltung ist
einer ihrer beiden Steuerausgänge mit dem betreffenden Steuersignal »DELTA« oder »DPCM« laufend
aktiviert ist Diese Signale werden u. a. zur Steuerung
des Abtasters 81 benutzt
Im Delta-Betrieb erzeugt die Majoritätsschaltung 87 aus jeweils drei aufeinanderfolgenden Abtastimpulsen
(0 oder 1 je nach Leitung) drei Delta-Bits und bestimmt aus jeder solchen Dreier-Bitgruppe gemäß der Tabelle
F i g. 2 ein Majoritätsbit; sie gibt die Majoritätsbis mit der Bitrate f, an die Kombinationsschaltung 93 ab. Wenn
jedoch eine Gruppe aus drei gleichen Bits besteht, gibt
sie diese drei Bits unverändert, aber mit erhöhter
Bitrate, an die Kombinationsschaltung 93 weiter;
gleichzeitig erzeugt sie ein Steuersignal »Umschaltung« für den Markierbitgenerator 89.
Der Markierbitgenerator enthält in einem Schieberegister jeweils die drei letzten Delta-Majoritätsbits aus
der Schaltung 87, um festzustellen, ob sie gleich sind. Ist dies der Fall, gibt er ein einzelnes Markierte, das von
den drei einander gleichen Majoritätsbits verschieden ist, auf seiner Ausgangsleitung ab. Erhält der Markierbitgenerator
das Steuersignal »Umschaltung«, so gibt er, nachdem die drei gleichen Delta-Bits (unkomprimierte
Bits) am Ausgang der Majoritätsschaltung erschienen sind, an seinem eigenen Ausgang ein gleiches und
danach ein komplementäres Markierbit ab (gemäß F ig. 5).
Im DPCM-Betrieb erzeugt der Codierer mit Parallel-Serie-Umsetzer
91 aus den empfangenen Abtastimpulsen Drei-Bit-DPCM-Codewörter mit der Rate f* gibt
aber die einzelnen Bits am Ausgang nacheinander mit der Bitrate Zf, ab.
L)ie auf den drei Ausgangsbitleitungen der Auswertungseinheit
asynchron anfallenden Bits werden in einer Kombinationsschaltung 93 zu einem einzigen sequentiellen
Bitstrom zusammengefaßt und an den Pm ff er 29 weitergegeben. Beim Auftreten jedes Ausgabebits wird
ein Bitzeitsignal an den Puffereingang abgegeben (t\, h,
Die Auswertungseinheit des Decodieren (Fig. 7B) enthält an ihrem Eingang eine Vorrichtung 101 zur
Markierbitanalyse und Betriebsartsteuerung. Aus dem sequentiellen Bitstrom, der dem Puffer entnommen
wird, erkennt diese Vorrichtung nach dem Schema von Fig.5 im Delta-Betrieb, wann Markierbits vorliegen
und wann eine Umschaltung zum DPCM-Betrieb erfolgen muß. Im DPCM-Betrieb erkennt sie aus je zwei
aufeinanderfolgenden 3-Bit-Gruppen, ob eine Umschaltung zum Delta-Betrieb erfolgen muß. Für diese
Erkennungsoperation werden nur ein Schieberegister sowie einige Koinzidenzschaltungen benötigt. Kurzfristige
Steuersignale (»Markierbit«, »Umschaltung«) und andauernde Steuersignale ((,DELTA«. »DPCM«) gibt
die Vorrichtung 101 an die übrigen Schaltungsteile der Auswertungseinheit ab. Die Schaltung 103 zur Markier-
Steuersignals alle Markierbits aus dem Bitstrorr. Die Schaltervorrichtung 105 leitet den Bitstrom je nach dem
vorliegenden Betriebsartsteuersignal entweder auf eine DPCM-Leitung oder eine DELTA-Leitung. Die Vorrichtung
101,103 und 105 können selbstverständlich zu einer Einheit zusammengefaßt oder anders aufgeteilt
sein.
Die DPCM-Bits aus der Schaltervorrichtung 105 werden in einem Serie-Parallel-Umsetzer 107 zu je
dreien zusammengefaßt und mit der Bitrate f, jeweils
parallel auf drei Leitungen an den Digital-Analog-Umsetzer 57 (F i g. 6B) weitergegeben. Die Deltabit-Rekonstruktions-Einheit
109 erzeugt für jedes ihr zugeführte einzelne Delta-Bit eine Gruppe von drei Delta-Bits
gemäß Tabelle F i g. 2 und gibt diese am Ausgang mit der Bitrate 3/j sequentiell an den Digital-Analog-Umsetzer
57 ab. Nur wenn die Sieuersignalleitung »Umschaltung«
von der Betriebsartsteuerung 101 erregt ist werden drei (gleiche) Delta-Bits unverändert an den
Ausgang der Einheit 109 weitergegeben.
Da der Pufferspeicher je nach Betriebsart mit verschiedenen Bitraten ausgelesen werden muß, erzeugt
die Auswertungseinheit hn Decodierer ein entsprechendes Lesesteuersignal. Hierfür sind z. R zwei UND-Glieder
111 und 113 und ein ODER-Glied 115 geeignet die
bei Delta-Betrieb das Taktsignal /j und bei DPCM-Betrieb das Taktsignal 3fs als Lesesteuersignal abgeben.
1) Schaltungsanordnung zur Verhinderung des
Kantenflimmerns
Bei stehenden oder langsam bewegten Bildern kann es vorkommen, daß vertikale Kanten flimmern, weil sich
die Umschaltung vom Delta-Betrieb zum DPCM-Betrieb in aufeinanderfolgenden Bildern nicht am gleichen
Punkt ereignet. Dieses Phänomen ist aus Fig.4
ersichtlich. Vom Punkt Paus können sich durch geringe Signaiverschiebungen oder Störsignale zwei verschiedene Verläufe des rekonstruierten Videosignals erge-
ben, nämlich der stark ausgezogene oder der gestrichelte. Tritt bei aufeinanderfolgenden Bildabtastungen ein
mehrfacher Wechsel zwischen den beiden Verlaufen ein, so beginnt die betreffende Kante zu flimmern, was als
sehr störend empfunden wird.
Zur Lösung des Problems kann man im Codierer eine
Vorausschau-Schaltung einführen, deren Prinzip in Fig.6C gezeigt ist Sie besteht aus einem Verzögerungsglied 35 mit einer Verzögerung von etwa T1= M fs
am Plus-Eingang des Subtrahierers 17, zwei Vergleichsschaltungen 37 und 39, welche die Differenz zwischen
dem Minus-Eingang des Subtrahierers, d.h. dem
rekonstruierten Videosignal vom Ausgang des Integrators 25 (F i g. 6AX und dem Eingang des Verzögerungsgliedes 35 mit einem psotiven und einem negativen
Schwellenwert + UT und — Ut vergleichen, und der
Zwangsbitschaltung 83 (Fig.7A) in der Delta-Leitung
am Eingang der Auswertungseinheit Wenn eine der Vergleichsschaltungen feststellt, daß im Laufe des
nächsten Intervalls T3 das Video-Differenzsignal stark:
ansteigen bzw. abfallen wird (mehr als der Schwellenwert), so erscheint auf der Leitung 51 bzw. S2 ein
Steuersignal, welches zwangsweise dafür sorgt, daß dem
Abtaster 81 während der nächsten drei Delta-Abtastzeiten das gleiche binäre Delta-Signal zugeführt wird,
unabhängig vom Ausgangssignal des Quantisierers. Damit wird bei Beginn eines Signalanstiegs bzw. -abfalls
immer sofort eine Umschaltung zur DPCM-Codierung erreicht so daß kein Kantenflimmern entstehen kann.
2) Zusatzbitfolgen zur Verringerung der Wirkung
von Übertragungsfehlern
Werden bei der Übertragung eineine Bits verfälscht
so kann gelegentlich eine ungewollte Betriebsart-Umschaltung vorkommen, oder es kann eine erwünschte so
Betriebsart-Umschaltung unterbleiben. Von da ab ergibt sich u.U. ein grober Fehler im rekonstruierten
Videosignal (Streifeneffekt)L Damit ein solcher Fehler
jeweils nur in einer Bildzeile wirksam wird, muß der
Codierer am Ende jeder BiWzeile zusätzlich eine
Bitfolge erzeugen (z.B. mit Hilfe eines kleinen Festwertspeichers, der schrittweise ausgelesen wird),
welche im Decodierer auf jeden Fall eine Umschaltung zum Delta-Betrieb bewirkt Eine geeignete Bitfolge ist
z. B.--101000101 UOlOOOl. Sie führt, unabhängig
davon, in welcher Betriebsart sich der Decodierer am Schluß der ZeiSe befindet zur Umschaltung auf
Delta-Betrieb. Hierbei kann die vorausgehende Bitfolge auch mit einem unvollständigen DPCM-Codewort (nur
ein oder zwei Bits) geendet haben. Durch die Schaltungsanordnung des Decodierers kann leicht
erreicht werden, daß die zusätzlichen Umschalt-Bitfolgen nicht als sichtbares Videosignal rekonstruiert
werden (z. B. durch Einbau von Zählern, die den Strahl
nach einer festen Anzahl von Taktzeiten ausblenden) Da nun im Codierer und im Decodierer am Anfang
jeder Bildzeile mit Delta-Codierung gearbeitet wird,
kann sich ein Betriebsart-Fehler nie über ein Zeilenende hinaus fortpflanzen. Zur Synchronisierung des Zeilenanfangs mit dem Bitstrom kann die Umschalt-Bitfolge
noch durch eine die normalen Coderegeln verletzende Bitfolge ergänzt werden, z. B. eine Folge von mehr als
sechs gleichen Bits (gemäß Fig.5 normalerweise nichl
möglich).
Bei der Codierung eines Videosignals nach dem beschriebenen Verfahren benötigt man pro Abtastintervall T5= Ufs (also pro Bildpunkt) im Delta-Betrieb ein
Bit und im DPCM-Betrieb drei Bits. Wenn man davon ausgeht, daß bei BUdinformation meistens die Partien
mit geringen Amplitudenänderungen überwiegen, und deshalb z. B. für die Delta-Codierung eine Wahrscheinlichkeit pi=03. für die DPCM-Codierung eine Wahrscheinlichkeit von p2=0,2 annimmt, so ergibt sich ab
mittlere Bitzahl pro Abtastintervall
Nb " 1 · pi + 3 · P1 - OJS + 3 - 0,2 = 1.4.
Durch die erforderlichen Markierbits wird diese Anzahl noch etwas, aber nur geringfügig erhöht z- B. um
etwa 10%.
Mit einem nach dem beschriebenen Prinzip aufgebauten Video-Codierer wurde tatsächlich eine Bitrate vor
ungefähr \j5f, erreicht Die reproduzierten Bilder sind in
der Qualität etwa gleichwertig denjenigen, die sich bei reiner DPCM-Codierung ergeben, welche eine doppelt
so große Bitrate erfordert
Die Bitrate von etwa 1,5 Λ stellt eine erhebliche
Verbesserung gegenüber den bisher bekannten Verfahren ohne Bildspeicherung dar, mit denen bestenfalls eine
Bitrate von 3 f, erreicht wurde. Sie liegt nahe bei dei
Optimalgrenze von etwa 1 Bit/Bildpunkt die nur mil erheblich größerem Aufwand erreicht werden kann.
Claims (16)
1. Verfahren zur Codierung und Decodierung von
Videosignalen, bei dem die Codierung abhängig vom Amplitudenverlauf durch zwei verschiedene PuIsmodulationsverfahren erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Modulationsverfahren das der Delta-Modulation und das andere das
der Differenz-Pulscode-Modulation ist und daß zur Kennzeichnung der Obergänge von einer Codierungsart zur anderen jeweils Code-Bitgruppen
benutzt werden, die selbst auch Videosignal-Differenzwerte sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- is
zeichnet, daß zur Delta-Codierung mit dem Dreifachen einer Grund-Abtastfrequenz /j abgetastet wird,
daß von jeweils drei sequentiell ermittelten Delta-Code-Bits entweder eines oder drei zur Übertragung
verwendet werden nach dem Schema:
fürlOOurafOIOundOOI verwende0,
für 110 und 101 und OU verwende 1,
für 000 verwende 000,
für 111 verwende 111,
25
und daß beim Auftreten der Delta-Bit-Gruppen 000 und 111 ein Obergang zur DPCM-Codierung erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur DPCM-Codierung mit der
Grund-Abtastfrequenz/,abgetastet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Obergang von DPCM-Codierung
zur Delta-Codierung erfqlgt, wenn eine bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender DPCM-Codewörter
abwechselnd Werte mit verschiedenen Vorzeichen darstellen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Obergang zur Delta-Codierung
nur erfolgt, wenn mindestens das letzte der bestimmten Anzahl aufeinanderfolgender DPCM-Codewörter dem absolut kleinsten im DPCM-Code
darstellbaren Wert entspricht.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Delta-Codierung überwacht wird, ob drei komprimierte Delta-Bits
gleichen Binärwertes hintereinander auftreten; daß einer solchen Dreier-Gruppe ein Markierbit mit dem
anderen Binärwert angehängt wird zur Unterscheidung von den Gruppen dreier gleicher unkomprimierter, einen Wechsel zur DPCM-Codierung
anzeigender Bits, denen jedesmal ein Markierbit gleichen Binärwertes und daran anschließend ein
Markierbit des anderen Binärwertes angehängt werden; und daß die Markierbits bei der Decodierung wieder eliminiert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Codierung jeder Bildzeile
eine zusätzliche Binärzeichenfolge eingefügt wird, die keine Videoinformation darstellt, aber unabhängig von der am Ende der Bildzeile angenommenen ω
Codierungsari für den Beginn der nächsten Bildzeile die Anwendung der Delta-Codierung bewirkt.
8. Einrichtung zur Codierung von Videosignalen nach dem Verfahren gemäß Anspruch I, gekennzeichnet durch eine Differenzschaltung (17), einen (>ί
Quantisierer (19), eine Auswertungseinheit (21) und eine Rückkopplungsschleife mit Einrichtungen (23,
25) zur Rekonstruktion des Videosignals, wobei ein
Eingang der Differenzschaltung (17) zur Zuführung
des zu codierenden Viedeosignals und der andere Eingang zur Zuführung des rekonstruierten Videosignals dient, und wobei die Auswertungseinheit (21)
aus dem Ausgangssignalen des Quantisierers erzeugte digitale Signale sowohl an die Rückkopplungsschleife (23,25) als auch an die Ausgangsschaltung (29) der Codierungseinrichtung abgeben kann.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (F i g. 7A) eine
Betriebsartsteuerung (85) enthält, welche die jeweilige Codierungsart festlegt und entsprechend immer
je eines von zwei möglichen Steuersignalen (DELTA, DPCM) abgibt; daß die Auswertungseinheit die Quantisiererausgangssignale je nach der
Codierungsart entweder mit einer Grund-Abtastfrequenz (Q oder mit dem Dreifachen der Grund-Abtastfrequenz (3/y abtastet; und daß der Betriebsartsteuerung die Abtastsignale als Eingangssignale zur
logischen Auswertung zugeführt werden.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsartsteuerung (85)
im Delta-Betrieb feststellt, ob während drei aufeinanderfolgenden Abtastzeiten der dreifachen Abtastfrequenz (ZQ die Quantisiererausgangssignale das
gleiche Vorzeichen anzeigen, und wenn dies der Fall ist, ihr Ausgangs-Steuersignal wechsek; und daß die
Betriebsartsteuerung im DPCM-Betrieb feststellt, ob während zwei aufeinanderfolgenden Abtastzeiten der einfachen Abtastfrequenz (Q die Quantisiererausgangssignale verschiedene Vorzeichen anzeigen und bei der letzten dieser beiden Abtastzeiten
den kleinsten in DPCM darstellbaren positiven bzw. negativen Wert repräsentieren, und daß sie, wenn
dies der Fall ist, ihr Ausgangs-Steuersignal wechselt.
11. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (Fig.7A) eine Majoritätsschaltung (87) enthält,
welche bei Delta-Codierung jeweils drei aufeinanderfolgende durch die Abtastung entstandene
Binärwerte miteinander vergleicht, und die bei drei einander gleichen Eingangswerten drei entsprechende, einander gleiche Binärzeichen am Ausgang
abgibt, bei drei voneinander verschiedenen Eingangswerten aber nur ein einzelnes, der Majorität
entsprechendes Binärzeichen am Ausgang abgibt
12. Einrichtung nach Anspruch 8 oder einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der
Quantisierer (19) auf seinen Ausgangsleitungen getrennte Signale sowohl für die Delta-Codierung
als auch für DPCM-Codierung abgibt, daß die Auswertungseinheit (21) diese beiden Signalkatego-/ien getrennt verarbeitet, daß die entstehenden
Binärzeichenfolgen aber durch eine Kombinationsschaltung (93) am Ausgang der Auswertungseinheit
zu einem einzigen Bitstrom zusammengefaßt werden.
13. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pufferspeicher (31) vorgesehen ist zur Aufnahme von Binärzeichen aus der
Auswertungseinheit (21) mit variabler Bitrate, und zur Abgabe der gespeicherten Binärzeichen mit
einer konstanten Bitratc.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelungsschaltung (35)
vorgesehen ist zur Überprüfung des Füllungsgrades des Pufferspeichers (31), die ein Signal abgibt, das
den Füllungsgrad des Speichers anzeigt, und daß
dieses Signal auf einen Verstärker (15) im Eingangszweig der Codierschaliung einwirkt derart, daß bei
Überschreiten eines bestimmten oberen Füllungsgrades relativ weniger Teile des Videosignals im
DPCM codiert werden, so daß pro Zeiteinheit weniger Code-Bits anfallen; und umgekehrt bei
Unterschreiten eines bestimmten unteren Füliungsgrades.
15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicher (31)
aus einer Mehrzahl parallel geschalteter dynamischer Schieberegister besteht, deren Einzeleingänge
und -ausgänge über je einen Ringschalter derart an einen gemeinsamen Eingang und einen gemeinsamen Ausgang angeschlossen sind, daß jeweils der
Einzeleingang eines der Schieberegister mit dem gemeinsamen Eingang, und der Einzelausgang eines
anderen Schieberegisters mit dem gemeinsamen Ausgang verbunden ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Umschaltung von
Delta-Codierung zur DPCM-Codierung eine Vorausschau-Anordnung (Fig.6C) vorgesehen ist mit
einem Verzögerungsglied (35) für das zu codterende Videosignal (V)-, mit Vergleichsschaltungen (37, 39)
zum Vergleich der Differenz zwischen unverzögertem Videosignal (V) und rekonstruiertem Videosignal (R) mit Schwellenwerten (+Ut, - UtX und zur
Abgabe von Steuersignalen (Si, 52) in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis; und mit einer Zwangs-
signalschaltung (83; F i g. 7A), zur Beeinflussung der
vom Quantisierer (19; F i g. 6A) an die Auswertungseinheit (21) abgegebenen Signale durch diese
Steuersignale (51, S 2) auf mindestens einer Leitung.
35
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OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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