DE2361234A1

DE2361234A1 - Schaltungsanordnung zur verdichtung von daten

Info

Publication number: DE2361234A1
Application number: DE2361234A
Authority: DE
Inventors: Jose Enrique Garcia
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-12-11
Filing date: 1973-12-08
Publication date: 1974-06-12
Also published as: DE2361234C2; JPS5346528B2; JPS4990016A; IT999369B; GB1450789A; FR2210055A1; US3830963A; FR2210055B1

Description

'""-"--" ' Böblingen, den 6. Dezember 1973

Anmelderin: International Büsinöss Machines

Corporation, Armohk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: LE 972 014

Schaltungsanordnung zur Verdichtung von Daten

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Verdichtung von Daten eines Faksimile-Systems durch duale Wortcodierung, dessen Daten zumindest in zwei Arten, wie z.B. Untergrunddaten und Informationsdaten eines Originaldokumentes eingeteilt sind.

Originale Daten weisen eine natürliche Redundanz auf, die wirksam durch Lauflängencodierung reduziert werden kann, d.h. durch Codieren des Abstandes (d.h. der Lauflänge) zwischen bedeutsamen Bits Eine normale Textseite enthält verhältnismäßig wenig Information und sehr viel redundanter Untergrundinformation.

Nachdem man sie erhalten hat, können die Lauflängen codiert werden durch Codewörter fester oder unterschiedlicher Wortlänge. Codewörter unterschiedlicher Wortlänge (wie z.B. Golomb-Codewörter) sind gewöhnlich-wirksamer, aber erfordern mehr Berechnung und unterliegen einer fehlerhaften Interpretation aufgrund von Übertragungsfehlern." Codewörter fester Länge sind gewöhnlich weniger wirksam, aber leichter zu berechnen und zu erkennen. Eine Klasse von Codes, die bekannt ist als verkettete Codes mit Codewörtern fester Länge kombiniert die günstigen Eigenschaften der beiden obengenannten Codearten. Diese Klasse von Codes enthält Codewörter fester Länge, die mit einem anderen Codewort fester Länge zur Bildung einer Nachricht verkettet werden können. Diese Nachricht

409824/0880

S. fte

wird dazu benutzt, eine Lauflänge anzuzeigen, die größer als die maximal für ein Wort erlaubt ist. Die Wirksamkeit dieser Codes ist abhängig von der benutzten Wortgröße, die wiederum abhängig ist von der Wahrscheinlichkeitsverteilung der Lauflängen. Eine wirkungsvolle Wortlänge zur Codierung von Daten, die beim Abtasten von 50 Bildelementen pro cm erhalten werden, ist 4 Bits lang.

Der Stand der Technik auf diesem Gebiet ist einmal in dem US-Patent 3 471 639 beschrieben, indem Gebrauch gemacht wird von der Lauf lan gen codierung mit Hilfe eines Formatgenerators und von Schieberegistern zur Bewältigung einer begrenzten Übertraaungssituation. In dem US-Patent 3 185 824 wird ein adaptives Verdichtungsverfahren beschrieben, das mit Lauflangenzählung arbeitet.

Eine variable Abtastgeschwindigkeit ist bei allen schnellen Faksimilegeräten erwünscht, bei denen Verfahren zur Entfernung der Redundanz angewandt werden, um höhere Geschwindigkeiten der Informationsübertragung zu erreichen. Das beruht auf der Tatsache, daß die augenblickliche Datenrate am Ausgang des die Redundanz entfernenden Codierers ganz verschieden sein kann von der Datenrate, die dem Codierer vom Abtastsystem zugeführt wird. Eine Lösung liegt darin, mit der schnellsten Datenrate abzutasten, die am Ausgang des Codierers auftreten kann. Dies ist jedoch nicht durchführbar wegen der mechanischen Geschwindigkeitsbegrenzungen der meisten Abtastsystem. Eine andere Lösung besteht darin, ein vollständiges Dokument zwischenzuspeichern und jedes Bit mit der gewünschten Geschwindigkeit abzufragen.

Auch wenn diese letztere Lösung benutzt wird, ist die Abtastgeschwindigkeit nicht wirklich variabel, da die Daten in den Pufferspeicher in bitserieller Form übertragen werden müssen, so daß der Speicher durch die Bool'sehen Schaltungen geleert wird, wobei der Codierer und,daher das übertragungssystem so lange warten müssen, bis mehr Daten verfügbar werden.

LE 972 014 A 0 9 8..2-A / 0 8 8 ₀. ., -_;

BAD

Ein. für dieses Gebiet typischer Photospeicher ist in dem US- '· Patent 3 689 900 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Erzielung einer sehr wirksamen Datenverdichtung anzugeben, bei dem nur eine eindimensionale Codierung erfolgt, bei der nur ein vorhergehendes Informationsbit gespeichert zu werden braucht.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst, die gekennzeichnet ist durch

a) eine Datenquelle, die Rohdaten beider Arten in Form der Binärziffern 0 und 1 liefert, wobei Q-Bits üntergrunddaten und 1-Bits Informationsdaten des Originaldokumentes darstellen,

b) eine erste Vorrichtung zur Lauflängen-Codierung der ersten Datenart unter Benutzung eines ersten Satzes von Codewörtern fester Länge, dessen Codewörter aufgrund einer Wahrscheinlichkeitsverteilung der verschiedenen Lauflängen der ersten Datenart vorab zugeordnet wurden, und

c) eine zweite Vorrichtung zur Lauflangen-Codierung der zweiten Datenart unter Benutzung eines zweiten Satzes von Codewörtern fester Länge, dessen Codewörter aufgrund einer Wahrscheinlichkeitsverteilung der verschiedenen Lauflängen der zweiten Datenart vorab zugeordnet wurden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausföhrungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen, von denen zeigt ϊ -

Fig» 1 ein Fafcsiinilesystem, in dem verschiedene Merkmale der Erfindung verwirklicht sind, einschließ-* lieh der dualen Wortcodierung und der Speicherabtastvorricfetung-

Fig/. 2 wie die Fig». 4a xmä b zusammenzufassen, sind, um

als VorricfetuBtgf zur duaien Wortcodierttn^ dienen,

Fig. 3 wie die Fign. 5a und b zusammengefügt werden

sollten, um als Decodierschaltung für ein Verfahren zur dualen Wortcodierung zu dienen,

Fign. 6-9 verschiedene Aspekte des Photospeichers und des

Abtastteils des Systems, wobei Fig. 6 eine Maske von Elementen mit gleichförmigem Abstand in einer Matrixanordnung zeigt,

Fign. 7a + b verschiedene Versionen der lichteitipfindlichen

Elemente,

Fig. 8 ein genaueres Schaltbild der Speicherabtasteinrichtung, die lichtempfindliche Elemente enthält und Vorrichtungen zur Adressierung der Speicherplätze;

Fig. 9 den Speicher nach Fig. 8 bei der Benutzung

als eine Abtastvorrichtung zur Abtastung eines Originaldokumentes.

Zunächst wird das Datenverdichtungverfahren beschrieben, das zur Codierung von schwarzer und weißer Information (oder von zwei Grauwerten) für Zwecke der Bildtelegraphie verwendet wird.

Es handelt sich um ein eindimensionales Codierverfahren, das nicht nur die Redundanz ausnutzt, die in dem Untergrund oder den weißen Bits eines bedruckten Materials enthalten ist, sondern auch die inhärente Redundanz ausnutzt, die in den Informationsbits enthalten ist. Dieses Codierverfahren benutzt ein duales Wortkonzept, bei dem der Lauf einer Farbe mit einem Codewort codiert wird, das von demjenigen verschieden ist, das dazu benutzt wird, um einen Lauf der gleichen Länge in der entgegengesetzten Farbe zu codieren. Diese Codeworte werden am wirksamsten zugeordnet, nachdem von vornherein die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Lauflängen bekannt ist oder eine Vor-

LE 972 014 A0982A/088₀

abtastung oder ein anpassendes ^erfaiireii benutzt wird, um sie für jedes getrennt ppkuineni zu' erhalten. Öle Wirksamkeit dieses Cqdierfahrens'kommt fast demjenigengleich, die man durch komplizierte zweidimensipnale Verfahren erreicht, wie beispielsweise durch eine Vorhersagende Codierung, die die Zwisehenzeilenabhängigkeit benutzt.

Jedesmal, wenn ein Ende eines Laufes festgestellt wird, ändert ein Elipflpp seinen Zustand, Den Bpol'sehen Schaltungen des Codierers oder pecpdierers wird so angezeigt, diaß ein neuer Lauf mit der den voraufgehenden Lauf entgegengesetzter Farbe beginnt. Die Bog}.'sehen !Schaltungen (entweder zwei verschiedene Sätze boolescher |chaitungen für jede der beiden Wprtlängen oder ein Satz, der zwischen den Betriebsarten umschalten kann) wechseln daher miteinander beim Codieren oder Decodieren schwarzer und weißer Lauflängen ab.

Am Ende jeder Abtastung {oder periodisch zu Zeitpunkten, die kürzer oder langer sein können als ein Abtastzeile, abhängig von der Fehlerrate oder dem Übertragungsmedium) wird ein Codewprt "Ende der Abtastung" ausgesandt, wobei eine Wprtlänge benutzt wird, die erforderlich ist. Dies erfolgt deshalb, um zu erkennen zu geben, .daß eine Synchroni sation erforderlich ist und daß der nächste cpdierte Lauf der einer vprher willkürlich angegebenen Farbe ist. Wie man erwarten kann, ist für die meisten Dokumente diese Synchrpnisationsfarbe weiß, da der Rand in jeder Zeile zuerst zu übertragen ist,. Wenn dieser erste auf die Synchronisation erfolgende Lauf von zu der y^illkürlieh angegebenen Farbe entgegengesetzter Farbe ,ist, dann, muß ein Lauf der Länge Null der

ersten Farbe gesendet werden.

Das, nachfolgende .Beispiel benutzt zwei spezielle Sätze verketteter Codes mit fester Wortlänge, aber jeder Satz dieser Codes sowohl als auch jeder andere Satz von Codes zur Codierung von Lauflängen könnte ,ebensogut verv/endet werden. „ ,.

r\ fk § π ^ ^ V H ?·' Π

Α09ϊέί/088ο '"

LE 972 014

Ein Beispiel einer dualen Wortcodxerting

Rondaten

b,2, 44

2_5 4 2

„ 5- L_O1_O2. L₀L₀I₀ 24224222 ΤΐΐθΟΟΟΟΟΟΟΟ^ Merke: O = weiP

^{X = schwarz}

Codierte Daten

12 LL1 9

4 Bit Code	= 0
für Weiß LL	= 1
0000	— 0
0OO1	= 3
0010	= 4
0011	= 5
0100	= 6
0101	— -j
OliO	= 8
Olli	* 9
1000
1001

Bit Code
für Schwarz LL

OO Ol 10 11 =1 =2

=3

= L

4 Bit Code (Fortsetzung) für WeiP LL

1010
1011
1100
1101
1110
1111

- A

= B

= C

= D

= E

= F

BAD

LE 972 014

40982 4/0880

Typische, den Codeworten zugeordnete Gewichte sind die folgenden: .

Lauflängencode für dualen Betrieb Weiß (Pseudo-Hexär) Schv/arz (2 Bit verkettetes Wort)

Stelle

Symbol

0	0	O	O	ο Ί
1	1	11	55	275 1 Ketten-
2	2	22	HO	55Ο V
3	3	33	165	825 \ codes
4	4	44	22Ο	1100/
5	5
6	6
7	7
8	8
9	9
A	IO
B
C
D
E
F

	1	Stelle
	2	12 3
Symbol	3
00
01
10
11	3 3

3 Kettencode

Die Tabelleneintragungen bezeichnen das jedem Symbol zugeordnete Gewicht.

LE 972 014

4098 2 4/0880

Fig. 1 zeigt ein Faksimilesystem, das mit der Codierung dualer Wörter und dem Verfahren zur Abtastung lichtempfindlicher Speicherelemente gemäß der Erfindung arbeitet.

Das Ziel des Systems nach Fig. 1 ist es, ein Originaldokument abzutasten, Informationen daraus abzuleiten, die Informationen zu codieren, sie zu einer entfernten Station zu übertragen, die codierten Daten dort zu decodieren und einen Drucker oder dergleichen zu betreiben, um eine Kopie des Originaldokumentes zu erzeugen. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, enthält das System den Photospeicher 1, der genauer in Fig. 8 dargestellt ist. Im Betrieb wird ein Originaldokument 2 mit Informationsbereichen 2a, die alphanumerische Information, Bildinformation usw. enthalten, so angeordnet, wie das in Fig. 9 dargestellt ist. Eine Lichtquelle 4 beleuchtet das Dokument 2. Unter der Rückseite des Dokumentes 2 ist eine lichtempfindliche Anordnung 5 angeordnet. Wie aus den Fign. 8 und 9 zu ersehen ist, dient der Speicher in dieser Betriebsart als Seitenpuffer und alle Information auf dem Dokument 2 ist für Abtast- und Speicherzwecke verfügbar. Das Abtasten wird durchgeführt mittels eines X-Adressenregisters 6 und eines Y-Adressenregisters 7, denen Steuersignale über die Leitung 8 zugeführt werden. Es sei bemerkt, daß die Steuersignale auf der Leitung 8 von den in den Fign. 4a und b dargestellten Codierschaltungen für dualen Betrieb abgeleitet werden und daß die Impulse mit einer Frequenz erscheinen, die direkt durch die Arbeitsgeschwindigkeit des Codierers bestimmt wird. Eingangssignale für den Speicher 1 zur Auswahl der verschiedenen Speicherplätze erfolgen mittels der X-Adressenleitungen 6a und der Y-Adressenleitungen 7a, die die Ausgangsleitungen der Register 6 und 7 in Fig. 1 darstellen. Eine Möglichkeit zum Betrieb der Speicher-Abtasteinrichtung in den Fign. 1, 8 und 9 besteht darin, eine Spaltenadressen den X-Adressenleitungen 6a zuzuführen zur Aus- wahl einer bestimmten Spalte der Information im Speicher und anschließend alle Bits in der ausgewählten Spalte nacheinander abzutasten und dabei ein bitserielles Ausgangssignal auf der in den Fign. 1 und 8 dargestellten Ausgangs leitung 10 zu erzeugen.. Die

LE 972 014 40982 Λ / 0 88 Q

Geschwindigkeit, mit der Ausgangssignale auf der Leitung 10 erscheinen, wird bestimmt durch die Geschwindigkeit, der Änderungen auf der Y-Adressenleitung 7ä. Es ist an dieser Stelle nützlich, den lichtempfindlichen Speicher etwas näher zu betrachten.

Es sei das Auslegen einer Maske mit matrixartig in gleichem Abstand angeordneten Elementen betrachtet, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Diese Maske kann in ihrer Große so geändert werden* daß die Anzahl ihrer Elemente pro,cm der gewünschten.Auflösung beim Abtasten entspricht. Das Aufbringen dieser Maske auf ein Substrat oder ein anderes Material und das Aufdampfen oder Niederschlagen eines liehtempfindliehen Materials darauf erfolgt, wie das in den Fig. 7a und b gezeigt ist. Daher wird eine Anordnung lichtempfindlicher Elemente gebildet. Diese Anordnung kann so groß sein, wie es .Umfangs- und Geldbeschränkungen zulassen.

Wenn eines dieser Elemente beleuchtet wird> erzeugt das lichtempfindliche Material einen Strom, der proportional zu dem Betrag des erzeugten Lichtes ist. Jedes lichtempfindliche Element kann so angeordnet sein, um eine Selbsthalteschaltung in einem Halbleiterspeicher zu setzen oder rückζusetζen, wobei alle Bits gleichzeitig in den Speicher eingeschrieben werden. Jedes Bit des Speichers kann dann wie bei jedem üblichen Speicher adressiert werden, mit der Ausnahme, daß die Zeit und die Bool'sehen Schaltungen für das serielle Einschreiben in den Speicher eliminiert sind.

Anstelle der Verwendung von Seibsthalteschaltungspäaren als Speicherelemente wird nur eine Abführvorrichtung pro Bit benutzt, so daß keine Speicher- oder Selbsthalteeigenschaften verfügbar sind, wenn nicht die Eingangssignale für die Vorrichtung vorhanden sind. Darüberhinaus kann die Lichtquelle so gesteuert werden, daß sie beliebig ein- und ausgeschaltet werden kann. Selbsthalte- oder Gedächniseigenschaften des Speichers sind daher unnötig, da das Licht den Fühler so lange beeinflussen kann und damit ein

US₉₇₂₀₁₄ 40982^0880-^

Eingangssignal für die Vorrichtung darstellt, als die Codierschaltung zur Durchführung ihrer Aufgabe benötigt.

Wenn es erforderlich ist, kann die Matrix nach Fig. 3 so groß ausgeführt werden, daß ihre Abmessungen 21 cn. * 28 cm betragen. Dieser Speicher mit einem Element pro Bit kann auf der Unterseite eines die Matrix haltenden Substrates angebracht werden, so daß die einzige Verbindung zwischen den» Mechanismus und den Bool¹sehen Schaltungen die X- und Y-Adressenleitungen und die Abfühlausgangsleitung sind, und dadurch eine einfache und kompakte Art zur Abtastung und Speicherung von Daten verfügbar ist. Wenn eine bedruckte Seite auf die Anordnung der Photosensoren gelegt wird und Licht darauf scheint, wie das in Fig. 9 dargestellt ist, hat jeder Photosensor unter einem schwarzen Bereich kein Ausgangssignal, während jeder Photosensor unter einem weißen Bereich einen Strom aufweist. Das Licht kann auf das Dokument scheinen, bis die gesamte Codierung, die zur Beschreibung der gedruckten Seite ohne Redundanz erforderlich ist, vorgenommen ist, zu welchem Zeitpunkt das Licht ausgeschaltet werden kann, da die Daten nicht langer notwendig sind. Die Auflösung des abgetasteten Textes ist die Anzahl der Photosensoren pro cm.

Diese Vorrichtung weist verschiedene Vorteile auf. Da die Vorrichtung in ihrer Gesamtheit einen Festkörper darstellt, ist ihre Zuverlässigkeit größer als die der meisten anderen Abtastgeräte, die mechanisch bewegliche Teile verv/enden, v/ie z.B. ein Trommelabtaster oder ein Flachdruckabtaster. Der gedrängte Aufbau und die relative Größe der Abtasteinrichtung sind ein Vorteil gegenüber den verhältnismäßig großen Abmessungen anderer Abtasteinrichtungen. Da beim Speicher kein Selbsthalten erforderlich ist, können die Kosten für den Pufferspeicher wahrscheinlich up. den Faktor 2 verringert v/erden. Zs wird eine wirklich veränderliche Abtastgeschwindigkeit erzielt und dadurch für eine schnellere und weniger kostspielige Faksimileübertragung gesorgt durch die Anwendung von Redundanzreduktion bei der

LE 972 014 A09824/0880

Codierung der Ouellendaten.

Die Rohdaten auf der Leitung 10 werden dem Codierer für dualen Betrieb zugeführt, der genauer in den Fign. 4a und 4b dargestellt ist. Der Algorithmus, auf dem das Codierverfahren basiert, wird nachfolgend angegeben.

Jedesmal, wenn ein Ende eines Laufes festgestellt wird, ändert ein Flipflop seinen Zustand. Den Bool'sehen Schaltungen des Codierers oder Decodierers wird so angezeigt, daß ein neuer Lauf mit der dem voraufgehenden Lauf entgegengesetzten Farbe beginnt. Die Bool"sehen Schaltungen (entweder zwei verschiedene Sätze logischer Schaltungen für jede der beiden Wortlängen oder ein Satz₇ der zwischen den Betriebsarten umschalten kann) wechseln daher miteinander beim Codieren oder Decodieren schwarzer und weißer Lauflängen ab.

Am Ende jeder Abtastung (oder periodisch zu Zeitpunkten, die kürzer oder langer sein können als eine Abtastzeile, abhängig von der Fehlerrate oder dem übertragungsir.edium.) wird ein Codewort "Ende der Abtastung" ausgesandt, wobei eine Wortlänge benutzt wird, die erforderlich ist. Dies erfolgt deshalb, um zu erkennen zu geben, daß eine Synchronisation erforderlich ist und daß der nächste codierte Lauf der einer vorher willkürlich angegebenen Farbe ist. Wie man erwarten kann, ist für die meisten Dokumente diese Synchronisationsfarbe weiß, da der Rand in jeder Zeile zuerst zu übertragen ist. Wenn dieser erste auf die Synchronisation erfolgende Lauf von zu der willkürlich angegebenen Farbe entgegengesetzter Farbe ist, dann muß ein Lauf der Länge Null der ersten Farbe gesendet werden. Die Schaltung nach den Fign. 4a und 4b enthalten ein Datenregister 12, eine Steuereinheit 14, einen Taktgeber 15, einen Untergrund-Wortzähler 17, einen Untergrund-Lauf längenzähler 18, einen Informations-Lauflängenzähler 19 und einen Ausgangspufferspeicher und Serienumsetzer 2O. Die Rohdaten 10 werden in das Datenregister 12 eingegeben. Mit der durch den Taktgeber 15 angegebenen Geschwindigkeit werden die Daten über

LE 972 014 4098 24/0880

die Leitung 22 dem Übergangsdetektor 13 zugeführt. Der Übergangsdetektor 13 zeigt auf der Leitung 23 an, wenn ein Übergang von einer Datenfarbe zu einer anderen oder von Information zu Untergrund und umgekehrt aufgetreten ist, und gibt auf der Leitung 24 an, welches die Farbe des Übergangs "ist. Zur gleichen Zeit stellt das Datenregister 12 auf der Leitung 25 fest, wenn das Ende der gegenwärtigen Abtastung auftritt, und auf der Leitung 27, wenn das Ende der Seite erreicht ist. Auf der Leitung 30 zeigt die Steuereinheit dem Datenregister an, wann es in der Lage sein sollte, dem Übergangsdetektor Daten zuzuführen. Gleichzeitig teilt auf der Leitung 31 das Datenregister der Steuereinheit mit, wenn keine Daten für die Übertragung verfügbar sind.

Wie vorher erwähnt wurde, erzeugt die Steuereinheit 14 auf der Leitung 8 ein Steuersignal für den Abtaster, um ihm mitzuteilen, wenn er Daten dem Datenregister 12 zuführen soll. Abhängig von der Farbe der Daten, die die Steuereinheit gerade verarbeitet, wird ein Impuls den Lauflängenzählern zugeführt, und zwar wegen des Verfahrens mit dualer Basis entweder den Untergrundlauflängenzählern 18 über die Leitung 32 oder dem Informationszähler 19 über die Leitung 33. Wenn ein neues Wort für die gegenwärtig verarbeitete Lauflänge benötigt wird, erscheint ein Impuls auf der Leitung 37, der dem Untergrund-Wortzähler 17 mitteilt, daß ein neues Wort benutzt wird und übertragen werden muß, wenn ein Übergang auftritt. Wenn ein Übergang durch ein Signal auf der Leitung 23 angezeigt wird und das neue Wort die Information betrifft, muß die in dem Lauflängenzähler 18 gezählte Lauflänge zu dem Ausgangspufferspeicher und Serienumsetzer 20 über die vier Datenleitungen 38 übertragen werden. Um dies zu erreichen, gibt die Steuereinheit 14 ein Signal auf die Leitung 36, das den Lauflängenzählern 18 mitteilt, ein Untergrundwort der Information zu dem Ausgangspufferspeicher und Serienumsetzer 20 zu übertragen. Das betreffend übertragene Wort wird durch den Zustand des Untergrund-Wortzählers auf der Leitung 40 bestimmt. Wenn das Wort zu dem Ausgangspuffer und Serienumsetzer 20 übertragen wird, wird das gerade in dem Untergrund-Wortzähler 17 ver-

_LE 972 014 40982i/0880

arbeitete Wort heruntergezählt und der neue Zustand des Untergrund-Wortzählers wird über die Samine 1 leitung 40 zum Lauflängenzähler 18 übertragen. Wenn der Zustand auf der Sammelleitung 35 vom Untergrund-Wortzähler 17 zur Steuereinheit 14 Null wird, dann ist bekannt, daß das letzte benutzte Untergrundwort übertragen wurde und das Zählen der Informationslauflänge mit der Benutzung des Zählers 19 fortgesetzt werden muß. Wenn die Länge eines Informationswortes gezählt wird, erscheint ein Signal auf der Leitung 33, das dem Informations lauflängenzähler 19 mitteilt, aufwärtszuzählen. Wenn der Informationslauflängenzähler 19 die größte Wortlänge, die er zählen kann, erreicht hat, erzeugt er einen Impuls auf der Leitung 41, der einen Übertragungscode anfordert. Wenn die Steuereinheit 14 feststellt, daß der Ausgangspuffer und Serienumsetzer 20 ein neues Wort aufnehmen kann, erzeugt sie ein Signal auf der Leitung 42, das einen Befehl für ein Übertragungscode darstellt. Auf dieses Signal hin überträgt der Informationslauflängenzähler den Informationscode über das Leitungspaar 43 zu dem Ausgangspuffer und Serienumsetzer 20.

Wenn die Ausgabegeschwindigkeit des Puffer- und Serienumsetzer 20 geringer ist als die Eingabegeschwindigkeit, füllt er sich. Wenn der Puffer sich füllt, sendet er ein Signal über die Leitung 45 zur Steuereinheit 14. Ein Signal auf dieser Leitung zeigt an, daß keine weiteren Codeworte zum Ausgangspuffer und Serienumsetzer übertragen werden können und daß die Schaltung in einen Leerlaufzustand gehen muß, bis einige Code über die zu einem Modem führende Leitung 50 auf. die Übertragungsleitung gelangt sind, worauf etwas neuer Speicherplatz in dem Ausgangspuffer und Serienumsetzer 20 verfügbar ist und das Codieren fortgesetzt wird. . ...

Das System macht aus verschiedenen Gründen Gebrauch von speziellen Codewörtern, die nicht bestimmt sind durch die Lauflänge, die gerade verarbeitet, wird. Um diese besonderen Codewörter, mit Vorteil zu benutzen,ist eine besondere Leitung 46 vorgesehen, die von, der Steuereinheit 14 zu .dem Untergrund-Lauf längenzähler und

le 972 oh iOaa.2_;AV;omo,_; , ,.:...;...

dem Untergrund-Wortzähler 17 führt. Diese Leitung dient dazu, dem Lauflängenzähler ein spezielles Muster zuzuführen, und die übertragung'dieses Musters zum Ausgangspuffer und Serienumsetzer 20 erfolgt in der gleichen Weise _f wie eine wirklich gezählte Lauflänge übertragen wird.

Übertragung der Information

Die codierten Daten auf der Leitung 50 werden einem in Fig. 1 dargestellten Sender 52 zur Übertragung über eine Fernmeldeleitung 53 zu einer Empfangseinheit 54 in bekannter Weise zugeführt. Die codierten Daten werden vom Empfänger 54 über die Leitung 56 dem Decodierer 60 für dualen Betrieb zugeführt, der genauer in den Fign. 5a und 5b dargestellt ist.

Decodierer für dualen Betrieb

In den Fign. 5a und 5b gelangen die codierten Daten über eine Leitung 56 zu einem Eingang des Puffers 61. Ein Parallelumsetzer 62 dient dazu, codierte Worte mit der für das Decodieren erforderlichen Länge zu bilden. Die Schaltung enthält ferner einen Untergrund-Wortzähler 64, eine Gruppe von Untergrund-Lauflängenzählern 66, einen Informations-Lauflängenzähler 67, eine Steuereinheit 7O, einen zugehörigen Taktgeber 71 und einen Druck-Puffer 72. Der Puffer 72 hat eine ausreichende Kapazität, um eine Zeile der Information zu speichern. Einige der genannten Einheiten, z.B. die Steuereinheit 70 und der Druck-Puffer 72 sind auch in Fig. 1 dargestellt.

Die Eingangsdaten gelangen bitseriell vom Modem über die Leitung 56 in den Puffer 61. Die Daten aus dem Eingangspuffer gelangen über die Leitung 63 in den Parallelunsetzer mit der durch die Taktimpulse auf der Leitung 65 vorgegebenen Geschvindicrkeit. über die Leitung 68 teilt der Eingangspuffer 61 der Steuereinheit 70 mit, wenn der Puffer leer ist und keine Daten zur Decodierung verfügbar sind- Dies kann während der übertragung -eines Dokumentes viele Male vorkommen, da die übertragungsgeschwindigkeit

LE 972 01 4. U 0 9 8 2 A / 0 8 8 0

des Modems langsamer ist als die Decodiergeschwindigkeit des Systems. Der Serien-Parallel-Umsetzer setzt die bitseriellen Daten in Wortlängen um, die von der vorhandenen Einrichtung decodiert werden können. Eine von der Steuereinheit 70 zu dem Serien-Parallel-Umsetzer führende Leitung 69 teilt diesem die Länge des Wortes mit, das er aufbauen soll, abhängig davon,,ob es sich um ein Untergrund- oder um ein Informationswort handelt. Wenn das Wort gebildet ist, gelangt es auf die Datensammelleitung 75 und abhängig von dem Zustand der Leitung 69 wird es entweder den Untergrund-Lauflängenzählern oder dem Informations-Lauflängenzähler zugeführt. Durch Benutzen der Signale auf den Leitungen 77 und 78, die das Laden.eines Untergrund- bzw. das Laden eines Informationscodewortes anzeigen, wird das tatsächliche Wort, das über die Sammelleitung 75 der Steuereinheit zugeführt wird, decodiert. Ein Signal auf der Leitung 79 steuert das Zählen durch die Zähler 66. Wenn das eintreffende Wort von höherer Ordnung ist, was mit anderen Worten anzeigt, daß ein anderes Wort der gleichen Farbe ankommen wird, sorgt die Steuereinheit 70 über die Leitung 79 dafür, daß die Untergrund-Lauflängenzähler nicht zählen, sondern warten, bis neue Codewörter ankommen. Wenn das niedrigste Codewort für die Untergrund-Lauflängenzähler eintrifft, erscheint das Signal auf der Leitung 79 und die Untergrund-Lauf längenz.äh ler beginnen mit der Taktfrequenz zu zählen. Jedesmal, wenn ein neues Wort in einen der Untergrund-Lauflängenzähler 66 geladen wird, erscheint ein Signal auf der Leitung 80, die zu dem Untergrund-Wortzähler 64 führt und diesem anzeigt, daß eine neue Wortstelle der Lauflängenzähler benutzt wurde. Umgekehrt gibt der Untergrund-Wortzähler 64 die augenblicklich benutzte Wortstelle auf das Leitungspaar 82 aus. Wenn die Untergrund-Lauflängenzähler die Länge des Eingangswortes zählen, führt die Steuereinheit 70 ein Nullbit über die Leitung 84 dem Druck-Puffer 72 zu. Dieses Bit ist auf der Leitung 84 während jeder Taktzeit so lange vorhanden, bis ein Signal des Untergrund-Lauf längenzählers 66 der Steuereinheit über die Leitung 86 zugeführt wird, um- anzuzeigen, daß sein Zählerstand den Wert Null erreicht hat. Es wird angenommen, daß, wenn jeder niederstellige

le 972 014 409824/0880

Lauflängenzähler den Wert Null erreicht, der Untergrund-Wortzähler 64 um Eins abwärts zählt und daß kein Signal auf der Leitung 86 erscheint, bis alle Wörter der Lauflänge Null sind.

Der Informations-Lauflängenzähler arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise, wie die Untergrund-Lauflängenzähler und der Untergrund-Wortzähler. Wenn die Steuereinheit ein Signal auf der zu dem Informationslauflängenzähler 67 führenden Leitung 78 erzeugt, werden zwei Bits der Datensammelleitung 75 in das Register des Informationslauflängenzählers 67 gebracht. Auf der Leitung 88 wird ein Signal erzeugt, das dem Lauflängenzähler 67 anzeigt, daß er für das Zählen des Informationswortes freigegeben wird. Das Abwärtszählen dieses Wortes erfolgt mit der Taktfrequenz und die Steuereinheit überträgt ein Eins-Bit über die Leitung 84 zu dem Druck-Puffer 72 für jede Informations-Lauflängenzählung. Dieser Prozeß dauert so lange an, bis der Informations-Lauflängenzähler 67 ein Signal auf der zu der Steuereinheit 70 führenden Leitung 90 erzeugt, das anzeigt·, daß die Informations zählung jetzt Null beträgt. Die Steuereinheit 7O ändert, je nachdem, ob das Wort in dem Informations-Lauflängenzähler ein hoch- oder niederstelliges Informationswort war, den Zustand des Flipflops 91 oder ändert ihn nicht, um dem Serien-Parallelumsetzer 62 mitzuteilen, ob das nächste Wort, das der Datensammelleitung 75 zugeführt werden muß, ein 4 Bit aufweisendes Untergrundwort oder ein 2 Bit aufweisendes Informationswort sein sollte.

Während die Lauflänge durch die verschiedenen Zähler herabgezählt wird, können keine neue Daten aus dem Eingangspuffer 61 über die Datenleitung 63 in den Serien-Parallelumsetzer 62 gelangen. Um dies zu verhindern, teilt ein Signal auf der Leitung 92 dem Eingangspuffer mit, wenn der über die Leitung 63 Daten dem Serien-Parallel-Umsetzer 62 zuführen kann.

Ein Signal "Ende der Abtastung" oder ein Signal "Ende der Seite" des lichtempfindlichen Abtastspeichers werden durch spezielle Codewörter des Codierers für duale Wörter bezeichnet. Wenn die

le 972 014 A0982A/0880

Steuereinheit 70 des Decodierers für dualen Betrieb eines dieser beiden speziellen Codewörter feststellt, erzeugt sie ein Signal auf den Leitungen 93 oder 94, um dem Druckpuffer 72 anzuzeigen, daß. entweder die Bedingung "Ende der Abtastung" oder die Bedingung "Ende der Seite" festgestellt wurde. Bei der Bedingung "Ende der Abtastung" gibt der Druckpuffer die Datenzeile, die er enthält, über die Leitung 73 für den Drucker 96 frei.

Der Drucker 96 enthält einen Zylinder 100, auf dem sich ein Aufzeichnungsblatt 101 befindet, sowie einen Druckkopf 102, der durch eine Vorrichtung 103 angetrieben wird, wie z.B. eine Führungsspindel oder dergleichen. Die Vorrichtung 103 wird wiederum durch einen Motor 104 angetrieben,. der auch den Zylinder 100 antreibt. Die Arbeitsweise des Druckers 96 ist derart, daß einzelne Zeilen der Information durch den Druckkopf 102 zeilenweise auf dem Dokument 101 wiedergegeben werden durch eine Relativbewegung des Zylinders 100 und des Druckkopfes 1O2, um schließlich eine vollständige Seite der Information zu bilden. Immer, wenn der Druckpuffer 72 eine vollständige Zeile der Information enthält, wird dies der Steuereinheit 70 über die Leitung 9 8 angezeigt. Die Steuereinheit 70 signalisiert dem Druckpuffer 72 über die Leitung 97, die Daten für den Drucker 9.6 freizugeben.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß die eindimensionale Methode der Codierung nicht nur die Redundanz, die in den Untergrundoder weißen Bits eines bedruckten Materials enthalten ist, ausnutzt, sondern auch die in den Informationsbits enthaltene inhärente Redundanz benutzt. Dieses Verfahren der Codierung benutzt ein duales Wortkonzept,· wobei das Codieren der Läufe der einen Farbe mit einem Codewort erfolgt, das von demjenigen verschieden ist, das dazu benutzt wird, um einen Lauf der gleichen Länge in der entgegengesetzten Farbe zu codieren. Diese Codeworte werden sehr wirksam zugeordnet, nachdem von vornherein die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Lauflängen bekannt ist oder eine Vorabtastung oder ein adaptives Verfahren benutzt wird, um sie für jedes getrennte Dokument zu erhalten. Die Wirksamkeit

LE 972 014 409824/0880"

dieses Codierverfahrens kommt fast derjenigen gleich, die durch komplizierte zweidimensionale Verfahren erhalten werden, wie beispielsweise durch eine vorhersagende Codierung, die die Zwischenzeilenabhängigkeit benutzt. Das beschriebene Beispiel benutzt zwei spezielle Sätze von verketteten Codes mit Codewörtern fester Länge, aber jeder andere Satz dieser Codes als auch jeder andere Satz von Codes zur Codierung von Lauflängen könnte ebensogut benutzt werden.

Durch die Benutzung der vorher beschriebenen lichtempfindlichen Speicherabtasteinrichtung ist ein sehr wirksames System verwirklicht worden.

LE 972 014 4098*4/0880

Claims

PATE M T AH S P R t) C H E

\\y Schaltungsanordnung zur Verdichtung von Daten eines Fak~ sixnile-Systemes durch duale Wortcodierung/ dessen Daten zumindest in zwei Arten, wie zum Beispiel Untergrunddaten und Infomnationsdaten eines Originaldokumentes, eingeteilt sind, gekennzeichnet durch

a) eine Datenquelle (1, Fig. 1), die Rohdaten beider Arten in Form der Binärziffern 0 und 1 liefert, wobei O-Bits Untergrunddaten und 1~Bits Informationsdaten des Originaldokumentes darstellen,

b) eine erste Vorrichtung (Fig. 4a und 4b) zur Lauflängen-Codierung der ersten Datenart unter Benutzung eines ersten Satzes von Codewörtern fester Länge, dessen Codewörter aufgrund einer Wahrscheinlichkeitsverteilung der verschiedenen Lauflängen der ersten Datenart vorab zugeordnet wurden, und

c) eine zweite Vorrichtung (Fig. 4a und 4b) zur Lauflängen-Codierung der zweiten Datenart unter Benutzung eines zweiten Satzes von Codewörtern fester Länge, dessen Codewörter aufgrund einer Wahrscheinlichkeitsverteilung der verschiedenen Lauflängen der zweiten Datenart vorab zugeordnet wurden.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Codewörter fester Länge für die erste Datenart aus vier Bits und für die zweite Datenart aus zwei Bits bestehen und Kettencodewörter vorgesehen sind, um in jedem Satz eine Reihe von Codewörtern zu verketten, wenn die Lauflänge der entsprechenden Daten die Kapazität eines Codewortes überschreitet*

gekennzeichnet durch eine Schaltung (17, 18, 19; Fig. 4b) zur Überwachung jeder Datenart, die sogenannte Kettencodewörter zwischen eine Reihe von Codewörtern einer Art einfügt .

le 972 014 409824/0880
3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung zur Lauflängencodierung Zähler (18) zur Zählung der Lauflänge der Untergrunddaten enthält, bei denen jeder Zählerinhalt ein Codewort während der Codierung darstellt und nacheinander mit dem Fortschreiten der Lauflängenzählung wirksam wird, daß ein Untergrund-Wortzähler (17) vorgesehen ist zur Speicherung der Wortstelle, die der Untergrund-Lauflängenzähler während der augenblicklichen Lauflängenzählung benutzt,

daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die auf den Zustand der Lauflängenzähler und des Wortzählers anspricht, um Ketten- und Datencodewörter zu erzeugen, und daß ein Informations-Lauflängenzähler (19) vorgesehen ist, der die gesamten Informationsdaten zählt und ein Kettencodewort für die übertragung liefert, wenn seine Zählkapazität überschritten wird.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Ausgangspuffer und Serien-Umsetzer (50) und eine Steuerschaltung (14) zur übertragung der in den Zählern gebildeten Codewörter zum Ausgangspuffer und Serien-Umsetzer.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine dem Informations-Lauflängenzähler zugeordnete Vorrichtung zum Erzeugen eines Übertragungsbefehles, die beim Erreichen von dessen Kapazität eine Übertragung des Zählerinhaltes in den Ausgangspuffer und Serien-Umsetzer veranlaßt.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Photospeicher (1, Fig. 1) mit einer Reihe von Abfühlelementen, die eine Matrix bilden, deren Größe mindestens dem abzufühlenden Originaldokument entspricht,

LE 972 014 AO 982 A/0880

durch eine Vorrichtung zur Anordnung des Originaldokumentes neben dem Photospeicher und durch eine Vorrichtung (6, 7) zur seriellen Abtastung des Photospeichers zur Gewinnung der beiden Datenarten für das Codieren,
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Photospeicher ein Abfühlelement an jedem der Abfühlpunkte aufweist, die aufgrund der gewünschten Auflösung des Systems ausgewählt wurden und daß die Äbfühlelemente während des Abtastens aktiviert werden.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Flipflop zum Feststellen der Enden der Läufe der beiden Datenarten und zur Angabe der gerade verarbeiteten Datenart.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Feststellen des Endes einer Abtastzeile.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Codewortauswahl, die nach dem Feststellen des Endes einer Abtastzeile eine bestimmte Datenart zur Codierung auswählt.

le 972 014 409824/0880