DE2261613A1 - Verfahren und kodierer zum kodieren eines analogsignals - Google Patents

Description

DfPL.-ING. A. GRÜNECKER DR.-ING. H. KINKELDEY DR.-ING. W. STOCKMAIR, Ae. E. <cauf. inst. of techw>

PATENTANWÄLTE

P 5012 - 3M/V7e

"CX MÖNCHEN 22 MaximiliansfraOe 43 TeieFon 29 71OO.' 29 Sl 44/221191, Telegramme Monapat München Telex 05-28380

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XEROX CORPORATION, Xerox Square, Rochester, Few York 14603, U.S.A.

Verfahren und Kodierer zum Kodieren eines Analogsignals

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kodieren eines in Form einer Wellenfolge mit einer sich zwischen einem hohen und niedrigen Pegel ändernden Amplitude vorliegenden Analogsignals sowie auf einen Eodierer zur Durchführung dieses Verfahrens.

In Übertragungssystemen allgemein und bei der Faksimileübertragung im besonderen wird die Geschwindigkeit, mit

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der eine Information übertragen werden kann, hauptsächlich von der Bandbreitenbegrenzung des Übertragungsmediums bestimmt. Bei der Faksimileübertragung gibt die für die Sprache vorgesehene Bandbreitenbegrenzung von vier KHz oder weniger der Telefon-Ütrertragiingsleitiingen die obere Grenze für die Größe oder Geschwindigkeit der Datenübertragung an. Um die Übertragungsgeschwindigkeit möglichst groß zu machen, wird die Bandbreite des Eingangssignal s normalerweise innerhalb des Rahmens des bekannten Nyquist-Theorems komprimiert.

Die Bandbreitenkompression hat die Quantisierung eines analogen Eingangssignals in ein digitales Signal und die Kodierung des digitalisierten Signals in ein mehrere Pegel aufweisendes digitales Signal zur Folge. Bei der Anwendung für die Faksimile-Übertragung wird das Eingangs-Videosignal in ein zwei Pegel aufweisendes digitales Signal quantisiert, das die Videoinformation mit Weiß- und Schwarzpegel tragt. Das zwei Pegel aufweisende digitalisierte Signal wird in ein drei Pegel aufweisendes digitales Signal kodiert, um eine Bandbreitenkompression im Verhältnis 2:1 zu erreichen. Bei diesen Anordnungen wird gewöhnlich die Grautöne enthaltende Videoinformation entweder als Weiß oder Schwarz bei der Digitalisierung des analogen Videosignals behandelt und demgemäß nur Weißoder Schwarz-Videoinformation übertragen. Es gibt jedoch auch andere Faksimile-Systeme, die Einrichtungen zur Übertragung und zum Empfang von Grautöne darstellender Videoinformation haben. Jedoch sind diese Systeme ziemlich komplex und teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Kodierung eines Analogsignals zu schaffen, das die Gesamtqualität

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von Faksimile-Kopien verbessert, die Grautöne darstellen- ' de analoge Information nicht unterdrückt, trotzdem eine Bandbreiten-Kompression bewirkt und eine hohe Auflösung bei den schnellen Signalübergängen zwischen Weiß- und Schwarzwerten des Videosignals sicherstellt.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Axⁿt ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ausge- · suchte Wellen der Wellenfolge invertiert werden, um eine neue Wellenfolge-zu'"bilden, die mindestens drei Amplitudenpegel zur Kompression der Bandbreite des Signals hat.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Schwarz- oder Weißwerte darstellenden Pegelteile der Videο-Signalwellen bei bestimmten, einstellbaren Schwellwertpegeln abgeschnitten, während die jeweils anderen, d.h. die Weiß- oder Schwarzwerte darstellenden Schwellwertpegel auf Erdpotential vermindert werden, um die Auflösung von Schwarz- und Weißsignalen zu verbessern. Anschließend werden die abgeschnittenen und verminderten Video-Signalwellen in ein mehrere Pegel aufweisendes Signal kodiert, um dessen Bandbreite zu komprimieren. Bei der Kompression der Bandbreite wird das Grautöne angebende Videosignal, das zwischen den Schwarz- und Weiß-Schwellwerten liegt, in der ursprünglichen analogen Form beibehalten und zusammen mit den Schwärs- und Weiß-Werten des Videosignals übertragen. Im Falle, daß ein.Kodierungsschema mit einem Übergang von zwei auf drei Pegel benutzt wird, wird eine Bandbreiten-Kompression im Verhältnis 2:1 durch Wechsel der Polarität des Video-Signals erhalten, wobei, entweder der Schwarz- oder der Weiß-Schwellwertpegel abgeschnitten wurde und der jeweils andere Schwellwertpegel auf Erdpotential gezwungen wurde.

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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also die Polarität einer Folge der Video-Signalwellen verändert, um die Bandbreite des Videosignals vor deesen übertragung zu komprimieren.

Gemäß einer Weiterbildung der Erindung wird ein Kodierer zur Umformung eines in Form einer Wellenfolgc, die zwischen einer hohen und einer niedrigen Amplitude verlauft» vorliegenden Signals geschaffen, das sich auszeichnet durch eine auf ein Eingangssignal ansprechende erste Schaltung zur Ableitung von Zeitsignalen, die den tibergang zwischen hohen und niedrigen Amplituden markieren und durch eine auf die Zeitsignale ansprechende zweite Schaltung zur Umformung des Eingangssignals in ein Signal mit mindestens drei unterschiedlichen Pegeln zur Kompression der Bandbrete des Signals, wobei die Grautoninformation des Eingangssignals erhalten vrird.

Außerdem werden in den Unteransprüchen ein Verfahren und eine Einrichtung auch zum Dekodieren des in diesel¹ Weise kodierten und übertragenen Analogsignals angegeben·

Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Kodierers,

Fig. 2 die Signalformen an verschiedenen ßchaltpunkten des in Fig. 1 dargestellten Kodierers,

Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsform des e^findungsgemäßen Kodierers, der ein zwei Pegel aufweisendes

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Signal in ein drei Pegel aufweisendes Signal umformt,

Fig. 4 das Blockschaltbild eines Dekodierers und

Fig. 5 die Signalformen an bestimmten Schaltpunkten des in Fig. 3 gezeigten Dekodierers.

In den Fig. 1 und 2 zeigt die Signalform A einen Teil eines Video-Eingangssignals, wie es an den erfindungsgemäßen Kodierer gegeben wird. Das Eingangssignal hat die Form einer Welle, die zwischen bestimmten maximalen und minimalen positiven Spannungsamplituden verläuft. Eine solche Signalform wird durch eine geeignete, hier nicht gezeigte, herkömmliche optische Einrichtung erhalten, die das gesamte Spektrum der optischen Information eines Druckstückes oder dergleichen in ein elektrisches Signal umformt, wobei die schwarzen Teile durch eine hohe Amplitude und die weißen Teile durch eine niedrige Amplitude dargestellt werden. Das breite Spektrum des die Grautöne darstellenden Videosignals wird durch Teile der Signalform dargestellt, die zwischen der hohen und der niedrigen Amplitude liegen. Nach den bisherigen Übertragungsverfahren werden die Schwarz- und Weiß-Signale übertragen und die die Grautöne darstellende Information im wesentlichen vernachlässigt. Dieses ist bei der vorliegenden Erfindung jedoch nicht der Fall.

Nach einem Merkmal der Erfindung werden, wie bei den Signalformen in Fig. 2 dargestellt, die hohen Amplituden oder Schwarzteile des Video-Signals bei einem ausgewählten Schwellwertpegel b abgeschnitten und die niedrigen Amplituden oder Weißteile des Video-Signals unterhalb eines ausgewählten Schwellwertpegels w vermindert oder auf Erd-

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potential gezwungen, wie dieses bei der in Fig· 2 dargestellten Signalform gezeigt ist. Die abgeschnittenen und geformten Wellen werden dann abwechselnd in einer Weise invertiert, wie dieses später noch im einzelnen beschrieben wird, um die Bandbreite des Video-Signals vor dessen Übertragung zu komprimieren, die Grautöne darstellende Videoinformation zu erhalten und eine hochwertige Auflösung des Überganges Schwarz-Weiß-Wert . zu erzielen. Wie im einzelnen bei den in Fig. 2 dargestellten Signalformen zu erkennen ist, werden Weiß- oder Grau-Teile des Hintergrundes oder Bauschen unterhalb eines bestimmten Schwellwertpegels w des ursprünglichen Signals, die dem Weiß-Wert angenähert sind und die al3 Weiß behandelt werden können, ohne daß Video-Information verloren wird, als Weiß-Signale übertragen. In gleicher Weise wird ein Bereich von Dunkelgrau oberhalb eines bestimmten Pegels b, der dem Schwarz-Wert angenähert ist und als Schwarz behandelt werden kann, ohne daß Video-Information verloren wird, auch als Schwarz übertragen. Die Schwarz- und Weißßchwellwertpegel b und w sind einstellbar, wobei ihre optimale Einstellung hauptsächlich von der Qualität des Papiers oder dem Pegel von Weiß und dunklem Grau abhängt, das als Weiß oder Schwarz behandelt werden kann, ohne daß die Qualität oder der Inhalt der zu übertragenden Video-Information merkbar beeinflußt wird. Die Schwellwertpegel werden so eingestellt, daß im Empfänger eine gute Faksimile-Kopie des Originals erhalten wird.

Wie aus der folgenden Beschreibung noch zu ersehen ist, werden beim Abschneiden des Signals an den Schwellwertpegeln außerdem Zeitsignale erzeugt, die bei der Kodierung benutzt werden. Die bisher allgemein beschriebene Erfindung wird zu einer Kodierung eines zwei Pegel aufweisenden Signals in ein drei Pegel aufweisendes Signal benutzt, wodurch in der

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folgenden Weise eine Bandbreitenkompression' im Verhältnis 2:1 erreicht wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird das analoge Video-Signal in Form einer Welle A, die in Pig. 2 gezeigt ist, an eine das Video-Signal schärfende Filterschaltung 11 gegeben. Die Schaltung 11 ist so ausgebildet, daß die Maxima und Minima der Welle betont werden, wie dieses durch die Signalform B in Pig. 2 gezeigt ist» Dadurch werden die Übergänge zwischen dem Weiß- und dem Schwarzwert des Video-Signals betont und damit eine hohe Auflösung dieser Übergänge erreicht. Das Schärfen der Signalform wird tatsächlich durch die Betonung der Video-Signalteile hoher Frequenzen erreicht. Dieses kann, durch einen Vergleich der hochfrequenten Anteile des Video-Signals A mit denen des Signals B in Pig. 2 erkannt werden.

Die Teile des Video-Signals, die unter den weißen Pegelschwellwert w fallen, werden auf Erd- oder Uullpotential vermindert, wie dieses durch die Signalform C gezeigt ist, was in der Schaltung 12 vorgenommen wird. Die Schaltung 12 kann aus einer Koppelimpedanz 15 gebildet sein, die das geschärfte Signal B zur nächsten Stufe durchläßt, ohne daß dieses geändert wird, solange die Amplitude des Videosignals oberhalb des weißen Schwellwertpegels w liegt. Die Schaltung 12 ist außerdem aus einem Seriennetzwerk eines Amplitudendetektors 14 und eines im Ruhezustand offenen Schalters 15 gebildet, das parallel zur. Kopplungsimpedanz 13 geschaltet ist. Der Amplitudendetektor 14 und der Schalter' 15 sind so ausgebildet, daß der Amplitud'endetektor 14 den Schalter 15 so lange offen, hält, wie die Amplitude des Signals B aus der Schaltung 11 über dem Schwellwertpegel w liegt. Fällt dagegen das Signal unter diesen weißen Schwell-

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wertpegel w, so wird dieses vom Amplitudendetektor 14 erfaßt und der Schalter 15 "betätigt, wodurch der Eingang der nächsten Stufe mit Erdpotential verbunden wird, wie dieses durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Wie durch den Pfeil des Amplitudendetektors 14,dargestellt, kann der Schwellwertpegel angehoben oder aber vermindert werden, wie dieses für eine optimale Unterdrückung des Hintergrundrauschens erforderlich ist.

Die Signalform C am Ausgang der den Weiß-Pegel einstellenden Schaltung 12 wird dann an eine invertierende und abschneidende Schaltung 16 gegeben, um die gezeigte Signalform D su erhalten. Die Schaltung 16 ist so ausgebildet, daß das Ausgangs signal der Schaltung 12 invertiecrt und abgeschnitten wird, so daß der schwarze Schwellwertpegel b auf eine Gleichspannung von 0 gebracht wird. Das abgeschnittene und invertierte Signal D wird dann an einen Vergleicher 17 gegeben, der das Signal von einer positiven Spannung auf eine negative Spannung umschaltet, wie dieses durch die Signalform E gezeigt ist, wenn das Video-Signal am Ausgang der Schaltung 16 unter die Gleichspanmmgs-Nullinie fällt. Auf diese Weise markiert der Vergleicher 17 die Nulldurchgänge des Signals D und erzeugt eine Folge von Rechteckimpulsen E, die die Zeitpunkte markieren, an denen das Video-Signal durch den Schwarzwertpegel hindurchgeht.

Das Ausgangssignal der Schaltung 16 wird an einen Schalter 19 gegeben, der durch einen als Schalter geschalteten Feldeffekt-Transistor realisiert sein kann. Der Schalter 19 wird von dem rechteckförmigen Ausgangssignal E des Vergleichers während der Zeitintervalle betätigt, bei denen dieses Signal

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die jeweils höhere Amplitude aufweist. Bei seiner Betätigung schließt der Schalter 19 und gibt das Ausgangssignal der Schaltung 16 an einen Kodierer 21. Dieses geschieht %\'ährend aufeinanderfolgender Zeitintervalle des Video-Signals D, wenn das Video-Signal einen positiven Wert hat. Auf diese Weise werden Teile des Video-Signals D der Schaltung 16, die oberhalb des schwärzen Schwellwertpegels b liegen, an den !Codierer 21 gegeben und die · Teile, die unterhalb des schwarzen Schwellwertpegels b liegen, abgeschnitten« Der Abschneide-Pegel kann in geeigneter Weise· eingestellt werden, um die übertragungsqualität durch Einstellung der Schaltung 16 und des Vergleichers 17 zu optimieren, so daß das Absehneiden an geeigneten Zeitpunkten auftritt, die durch das Ausgangssignal E des Vergleichers markiert sind.

Der Kodierer 21 ist ein Kodierungsverstärker, der die Polarität seines Ausgangssignals in Abhängigkeit eines von außen gegebenen Befehlssignals in der folgenden Weise ändert. Das Ausgangssignal des Vergleichers 1? wird zur Steuerung eines Flip-Flops 23 benutzt, das die Frequenz des Ausgangssignals E des Vergleichers 17 halbiert, wie dieses durch die .Signalform G in Fig. 2 gezeigt ist. Das Ausgangssignal G des Flip-Flops 23 wird zur Steuerung eines Polaritäts-Schalters 25 benutzt. Entsprechend steuert der Polaritäts-Schalter 25 den Kodierer 21 derart, daß der Kodierer das zwei Pegel aufweisende Signal F am Ausgang des Schalters 19 in ein drei Pegel aufweisendes Signal durch Invertieren jeder zweiten Welle umformt, wie dieses durch die Signalform H dargestellt ist. Auf diese Weise werden die Weiß-Schwarz-Übergänge abwechselnd invertiert, um ein Weiß-Schwarz-Weiß-Signal zu bilden, wie dieses als

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Signal H gezeigt ist.

Es ist wichtig, daB die maximalen Amplituden der jeweils entgegengesetzten Wellen des drei Pegel aufweisenden Signals H genau aufeinander abgestimmt sind. Eine mangelnde diesbezügliche Abstimmung bewirkt eine Verzerrung der die Grautöne angebenden Information. Die Abstimmung wird durch hochgenaue Bauelemente im . Kodierer 21 sichergestellt. Dementsprechend schneidet der Kodierer sein drei Pegel aufweisendes Ausgangssignal bei einer- Gleichspannung ab und zentriert daioit das Ausgangssignal auf diese Spannung, wie dieses durch das Signal H gezeigt ist.

Fig. 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schaltung, die die zuvor erwähnten Punktionen des Kodierers 21, des Schalters 25 und einer Vorspannungs-Schaltung 28 ausführt. Der Kodierer ist durch einsn Operationsverstärker 29 und die Widerstände R,, bis R,- gebildet. Der Widerstand R^, wirkt als Eingangswiderstand, während der Widerstand Rp als Rückkopplungswiderstand wirkt, wie dieses bei üblichen Operationsverstärkern der Fall ist. Die Widerstände R^ und ^ ^{und der} Verstärker 21 sind so miteinander verbunden, daß normalerweise die Polarität des Eingangssignals nicht invertiert wird, wenn der nicht invertierende Eingang 32 auf einem bestimmten Gleichspannungspegel gehalten wird, der durch die Widerstände R,, Hj^ und Rc geeigneter Größen eingestellt wird, die in der gezeigten Weise miteinander verbunden sind.Dieses tritt ein, wenn der Transistor 5L des Schalters 25 in Kollektorschaltung in Verbindung mit den Widerständen B^₀ und R-^

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vom Ausgangssignal des Flip-Flops 23 betätigt wird. Wie , durch die Signalformen F, G und H gezeigt und wie zuvor beschrieben, wird der nicht invertierende Eingang geerdet, wenn das Ausgangssignal G des Flip-Flops eine positive Gleichspannung aufweist. Dieses Signal schaltet den Transistor T. während des Zeitintervalls t^ leitend. Der betätigte Transistor seinerseits erdet den nicht invertierenden Eingang 32 über seine Kollektor-Emitter-Strecke. Wenn dieses auftritt, so invertiert der Verstärker 21 das Eingangssignal, wie durch die Signalformen F, G und Ή gezeigt, bis zum Zeitintervall ty,. Wird das Erdpotential wieder abgetrennt, was zwischen den Zeitpunkten.t. und tp der Fall ist, so wird das Gleichspannungspotential am nicht invertierenden Eingang durch die Widerstände E-, bis E₁- wieder angelegt, so daß der Kodierer 29 sein Eingangssignal nicht invertiert. Dieses ist auch durch die Signalform H während des entsprechenden ZextIntervalls gezeigt.

Der invertierende Eingang 31 ist mit der Vorspannungs-Schaltung 28 verbunden, die aus einem Transistor Tp, Widerständen E₁-,, Eg und Eq und einem Potentiometer P· gebildet ist, die in der gezeigten Weise miteinander verbunden sind, Das Potentiometer P wird zur Einstellung des Strompegels benutzt, der dem Operationsverstärker 21 von der -15 Volt abgebenden Gleichspannungsquelle über die Basis des Transistors T~ und über die Widerstände Eq, E^ und E₁-zugeführt wird. Der Pegel der Abschneidespannung V,' die den Gleichspannungspegel des Ausgangssignals des Operationsverstärkers 29 festlegt, wird durch Einstellung des Potentiometers erhalten, wodurch die Größe des dem Operationsverstärker zugeführten Stroms eingestellt wird. Die

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Widerstände IL, R^i R^, R/, und R„ sind so abgestimmt, daß sie die zwei einander entgegengesetzten Wellen des Kodierers 21 aufeinander abstimmen, so daß diese die gleichen maximalen Amplituden aufweisen. Wie gewöhnlich kann der Operationsverstärker so eingestellt werden, daß er eine geeignete Verstärkung vornimmt, während er sein Eingangssignal in der vorstehend genannten Weise invertiert.

Wie in den Fig. 4- und 5 gezeigt, findet die Dekodierung' in der entsprechend umgekehrten Weise wie die Kodierung statt und dient zur Wiedergewinnung des Video-Signals, wie es als Signal A in Fig. 2 gezeigt ist. Das am Empfänger ankommende Signal hat die Form eines frequenzmodulierten bandbegrenzten Signals, das in gewissem Umfang einer Verzerrung unterworfen ist, jedoch noch alle wichtigen Eigenschaften des ausgesendeten Signals enthält. Das frequenzmodulierte Signal wird mit Hilfe eines die Nulldurchgänge feststellenden Detektors 32 demoduliert. Das Ausgangssignal des Detektors 32 wird an ein die Daten zurückgewinnendes Tiefpaßfilter 33 gegeben, das das zurückgewonnene, drei Pegel aufweisende Signal glättet oder integriert und die in Fig. 4 gezeigte Signalform M erzeugt. Ein Abschneide-Verstärker 35 wird benutzt, um den Gleichspannungspegel des drei Pegel aufweisenden Signals auf eine Gleichspannung von 0 Volt zu zentrieren. Zusätzlich hat der Abschneide-Verstärker eine ausreichende Verstärkung, um dem Signal eine maximale Dynamik mit ausgesuchten Amplitudenpegeln zu verleihen, wie dieses als Signalform M in Fig. 4 gezeigt ist. Das Ausgangssignal N des Abschneide-Verstärkers 35 wird dann mit Hilfe eines Gleichrichters 37 doppelweg-gleichgerichtet, wobei die Nullspannung den schwarzen Schwellwertpegel b darstellt, so daß das drei Pegel aufweisende Signal der Signalform N in ein zwei Pegel

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aufweisendes Signal negativer Spannung dekodiert wird, wie dieses durch die Signalform 0 gezeigt ist. An diesem Punkt enthält das zwei Pegel aufweisende Signal 0 scheinbar alle Anteile des.ursprünglichen analogen Signals einschließlich der Weiß-, Schwarz- und Grauteile des Video-Signals. Ein weiterer Abschneide-Verstärker 39 wird benutzt, um das zurückgewonnene.Video-Signal gleichspannungsmäßig zu verschieben, so daß eine. Spannung von Null Volt den weißen Schwellwertpegel w darstellt und die maximale positive Amplitude den schwarzen Schwellwertpegel b darstellt. Das sich ergebende Video-Signal ist im wesentlichen eine Wiedergabe des Video-Signals A der Fig. 2, das nach seiner Kodierung übertragen wurde.-Wie gezeigt, enthält das Signal alle Grautöne des analogen Signals genauso wie die schwarzen und weißen Schweliwerte und weist scharf markierte Übergänge zwischen den schwarzen und weißen Schwellwerten auf.

Das erfindungsgemäße Kodierungsverfahren und der Kodierer, wie diese vorstehend beschrieben wurden, wurden in einem Faksimile-Übertragungssystem benutzt, das in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung (P 5013) "beschrieben ist. Das erfindungsgemäße Kodierühgsverfahren konnte dabei die Übertragungegeschwindigkeit ·vergrößern," während gleichzeitig eine sehr hohe Auflösung der Schwärz-Weiß-Übergänge erreicht wurde. Außerdem wurde das Hintergrundrauschen unterdrückt und die Gesamtqualität der im Empfänger erhaltenen Faksimile-Kopie stark verbessert.

Obwohl die vorliegende Erfindung ah Hand eines Kodierurigsverfahrens mit Übergang von einem zwei Pegel,aufweisenden Signal auf ein drei Pegel aufweisendes Signal beschrieben

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wurde, ist das Verfahren selbstverständlich nicht auf eine solche Umwandlung beschränkt. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Lehre des Eodierungsverfahrens auf ein viele Pegel aufweisendes Signal entsprechend angewendet werden. Außerdem können auch verschiedene andere Änderungen vorgenommen werden, wenn dieses in besonderen Fällen erforderlich ist. So kann z.B. an Stelle der zuvor beschriebenen Umformung des Schwarz-Weiß-Signals in ein Weiß-Schwarz-Weiß-Signal auch so vorgenommen werden, daß ein Scbwarz-Weiß-Schwarz-Signal erhalten wird. Außerdem kann, wenn erforderlich, der schwarze Schwellwertpegel und nicht der weiße Schwellwertpegel auf Erdpotential gezwungen werden, nachdem eine geeignete Inversion durchgeführt wurde. Außerdem kann auch der zuvor beschriebene Abschneidevorgang fortgelassen werden, da dieser zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht unbedingt erforderlich ist. So kann eine Uellenfolge eines zwei Pegel aufweisenden analogen Signals abwechselnd invertiert werden, um eine Folge eines drei oder mehr Pegel aufweisenden analogen Signals zu erhalten, durch Modifizierung der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, ohne daß die Schwellwertpegel abgeschnitten oder diese auf Erdpotential gezwungen werden.

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Claims (3)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Kodieren eines in Form einer Vellenfclge mit einer sich zwischen einem hohen und nied-. rigen Pegel ändernden Amplitude vorliegenden Analogsignals, dadurch gekennzeichnet , daß ausgesuchte Wellen der. Vellenfolge invertiert werden; um eine neue Wellenfolge zu bilden, die mindestens drei Amplitudenpegel ziir Kompression der Bandbreite des Signals hat.

■2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ ei chnet, daß als Signal ein analoges Video-Signal benutzt wird, wobei ein niedriger Pegel den Schwarzwert- und ein hoher Pegel den Weißwert-Schwellwert darstellt und Grautonsignale zwischen diesen Pegeln liegen, daß die Wellenfolge bei einem ausgewählten hohen Schwellwertpegel abgeschnitten wird, daß jede zweite Welle der Wellenfolge invertiert wird, um drei Pegel aufweisende Wellen eines Schwarz-Weiß-Schwarz- und eines Weiß-Schwarz-Weiß-Signals wahlweise zu erzeugen, und daß die invertierte Wellenfolge übertragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß Teile des Video-Signals unter den niedrigen Schwellwertpegel auf Erdpotential gezwungen werden.

4-. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet . daß die Maxima und Minima der Signal-

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wellen vor dem Abschneiden an dem hohen Schwellwertpegel geschärft werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Invertieren jeder zweiten Welle die unter eine ausgewählte niedrige Schwellwertamplitude fallenden Teile des Signals geerdet werden, daß die Wellenfolge derart invertiert und rückgesetzt wird, daß die niedrigen Schwellwertamplituden auf eine Gleichspannung hohen Pegels invertiert und die hohen Pegelamplituden auf eine Gleichspannung niedrigen Pegels gesetzt werden, daß eine erste Folge von Zeitsignalwellen abgeleitet wird, um den niedrigen Pegel zu markieren, an dem das Signal geerdet wird, daß eine zweite Folge von Zeitsignalen aus der ersten Folge von Zeitsignalen abgeleitet wird und daß jede zweite Welle der Wellenfolge nach dem Erden invertiert wird, die von der zweiten Folge von ZeitSignalen markiert sind.

6. Verfahren zum Dekodieren und Wiedergewinnen eines zwei Pegel aufweisenden Analogsignals, das in ein mindestens drei Pegel aufweisendes Signal kodiert wurde, dadurch gekennzeichnet , daß ausgewählte Wellen einer Wellenfolge des mindestens drei Pegel aufweisenden Signals invertiert werden, um eine Faksimile-Kopie aus dem zwei Pegel aufweisenden Signal herzustellen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das zwei Pegel aufweisende Signal in ein drei Pegel aufweisendes Signal umgeformt und über eine ttbertragungsstrecke begrenzter Bandbreite übertragen wird, dadurch gekennzeichnet , daß das drei Pegel aufweisende Signal

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gleichgerichtet m-rd, um eine Faksimile-Kopie aus dem zwei Pegel aufweisenden Signal herzustellen.

8. Kodierer zur Umformung eines in Form einer Wellenfolge, die zwischen einer hohen und einer niedrigen Amplitude verläuft, vorliegenden Signals, gekennzeichnet durch eine auf e'in Eingangssignal ansprechende erste Schaltung (11 bis 17) zur Ableitung von Zeitsignalen, die den Übergang zwischen hohen und niedrigen Amplituden markieren, und durch eine auf die Zeitsignale ansprechende zweite Schaltung (19, 21, 25) zur Umformung des Eingangssignals in ein Signal mit mindestens drei unterschiedlichen Pegeln zur Kompression der Bandbreite des Signals, wobei die Grautoninformation des Eingangssignals erhalten wird»

9· Kodierer nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß er in Verbindung mit einem eine Übertragungsstrecke begrenzter Bandbreite aufweisenden Übertragungssystem benutzt ist und daß er eine Abschneideschaltung (16) aufweist, mit der die Wellenfolge an einer ausgewählten Amplitude hohen Pegels abschneidbar ist.

10. Kodierer nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (15) vorgesehen ist,, mit der die unterhalb eines ausgesuchten Schwellwertpegels niedriger Amplitude fallenden Teile der Wellenfolge zu erden sind, um Hintergrundräuschen zu entfernen*

11. Kodierer nach Anspruch 10, dadurch g e k ennz e ic h net , daß das Analogsignal ein "Video-Signal eines .Faksimile-tiberträgungssystems ist-, in dem die !Γ-eile" hoher und niedriger Amplitude der Weilenfolge die Schwarz- und Weiß-

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werte des Video-Signals darstellen und die übrigen Teile der Vellenfolge zwischen den hohen und niedrigen Amplituden liegen und die verschiedenen Pegel die zwischen Schwarz und V/eiß liegenden Grautöne der Video-Information darstellen, daß die Schaltung (1,5) ■■ zum Erden der Signalanteile niedrigen Pegels eine Einrichtung zur Einstellung der Schitfellwertamplitude des niedrigen Pegels in einer zur Unterdrückung des · Hintergruiidrauschens des Video-Signals geeigneten Große aufweisen, daß ein Vergleicher (17) vorgesehen ist, mit dem aus dein Ausgangssignal der die Signalanteile niedrigen Pegels erdenden Schaltung erste Zeitsignale zur Markierung dei· Abschneidepunkte hohen Pegels ableitbar sind, daß die Abschneide-Schaltung (16) auf die ersten Zeitsignale und die Ausgangssignale der die Signalanteile niedrigen Pegels erdenden Schaltung anspricht, um die Spitzen oberhalb des hohen Schwellwertpegels der Wellen abzuschneiden, daß eine auf die ersten Zeitsignale ansprechende v/eitere Schaltung (23) vorgesehen ist, mit der eine Folge zweiter Zeitsignale erzeugbar ist, die die halbe Frequenz der ersten Zeitsignale aufweist> und daß eine auf die zweiten Zeitsignale und das Atisgangssignal der Abschneide-Schaltung ansprechende Schaltung zum Invertieren jeder zweiten Amplitude hohen Pegels vorgesehen ist, um ein drei Pegel aufweisendes Ausgangssignal zu erzeugen.

12. Kodierer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß eine die Maxima und Minima des Video-Signals vor dessen Zuführung an die die Öignalteile niedrigen Pegels erdende Schaltung (15) schärfende Schaltung (11) vorgesehen ist.

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Kodierer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Signalteile niedrigen Pegels erdende Schaltung (12) ein passives Impedanzelement (13) zur Zuführung des. Video-Signals an die Abschneide-Sclialtung (16), wenn die Amplituden des Video-Signals den niedrigen Schwellwertpegel überschreiten, aufweist, daß parallel zu der Impedanz ein Amplitudendetektor (14) geschaltet ist, mit der _: die Teile des Video-Signals erfaßbar sind, die unterhalb des niedrigen Schwellwertpegels liegen,und daß ein Schalter (15) vorgesehen ist, mit dem der Eingang der-Abschneide-Schaltung erdbar ist, wenn die Amplituden des Video-Signals untex* den niedrigen Schwellwertpegel fallen.

Kodier er nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß eine Schaltung (16) zum Invertieren und Abschneiden des Ausgangssignals der die niedrigen Signalteile erdenden Schaltung (12) vorgesehen ist, so daß das Video-Signal oberhalb des geerdeten Pegels invertiert und die Amplituden des invertierten Signals auf einen hohen Wert abgeschnitten werden.

15. Kodierer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (B,-, R,, R₁-) vorgesehen ist, mit der die jeweils invertierten zweiten Veilenteile auf maximale Amplituden in den jeweils entgegengesetzten Eichtungen anpaßbar sind.

16. Kodierer nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltung zum Invertieren

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(21) einen als Inverter arbeitenden Operationsverstärker (29) aufweist, der auf das Video-Signal anspricht, aus dem die hohen und niedrigen Schwellwertpegel nachgeformt sind, daß eine auf die zweiten Zeitsignale ansprechende Schaltung (32, IL) vorgesehen ist, mit der der Operationsverstärker in eine nicht invertierende Betriebsart umschaltbar ist, und daß eine einen Gleichspannungspegel, bei dem der Operationsverstärker umschaltbar ist, vorgebende Vorspannungs-Schaltung (28) vorgesehen ist.

17· Dekcdierer in einem Empfänger eines eine Übertragungsstrecke begrenzter Bandbreite aufweisenden Übertragungssystems, über das ein analoges Video-Signal übertragbar ist, nachdem es zur Kompression der Bandbreite in ein mehrere Pegel aufweisendes analoges Signal umgeformt ist, gekennzeichnet durch eine Schaltung (32, 33» 35 > 39) zur Wiederumforiaung der von der Übertragungsstrecke empfangenen Signale und zur Zurückgewinnung der Schwarzwert- und Weißwerteignale und der die Grautöne angebenden Videosignale, die zwischen den Weißwert- und Schwarzwertsignalen liegen.

18. Dekodierer nach Anspruch 17ι dadurch gekennzeichnet , daß das Übertragungssystem eine Schaltung zur Frequenzmodulation des analog kodierten Video-Signals aufweist, daß der Empfänger einen Detektor (32) zur Feststellung der Nulldurchgänge und ein Tiefpaßfilter (33) aufweist, die miteinander in Serie geschaltet sind und mit denen aus dem frequenzmodulierten Video-Signal das Grundsignal zurückgewinnbar ist, daß

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ein Absctmeide-Verstärlcer zur· Zentrierung de£- εφ*- wechselnd 'invertierten V/eilen um ihre· Hittellinie herum vorgesehen ist, und.daß. eine Schaltung (35) zum Invertieren der jeweils .zweiten· Welle mit tiver .Amplitude vorgesehen ist·*· . ■ .

19· Deködierer naGh^nsprUGh.i?^ S© k e η η "ζ-ei eh -* net durch eine Schaltung (59) sum Adschneiden und Verstärken des Ausgangssignals der Inverterschaltung (55) > so daß das- Aus gangs signal, eine vorbestiiimite; po-Bitive Amplitude hat*

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