DE3109795A1

DE3109795A1 - Bandeinengungsverfahren fuer getoente bilder

Info

Publication number: DE3109795A1
Application number: DE19813109795
Authority: DE
Inventors: Sumio Asaka Saitama Mori
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1980-03-13
Filing date: 1981-03-13
Publication date: 1981-12-24
Also published as: JPS6226633B2; JPS56128070A; US4454546A

Description

Beschreibung

Die Erfindung "betrifft ein Codiersystem für ein getöntes Bild zur wirkungsvollen Übertragung oder Speicherung eines getönten Bildes. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Bandweite -Einengung, wobei ein Näherungscodierverfahren und ein Entropie-Codierverfahren verwandt werden.

Auf diesem Gebiet der Technik wurde eine Vielzahl von Codiereinengungssystemen vorgeschlagen, die darauf ausgerichtet sind, die Übertragungszeit und die Übertragungskosten bei der Übertragung eines Bildes unterschiedlicher Dichte mittels einer engen Bandweite zu verringern. Eines der herkömmlichen Systeme ist eine Differential-Impulscodier-Modulation. In Übereinstimmung mit diesem System wird ein Bildelementwert für einen gegenwärtigen Punkt aufgrund von vorhergehenden Bildelementwerten angenähert bzw. geschätzt und der Schätzfehler bzw. der Näherungsfehler, welcher der Unterschied zwischen dem Näherungswert und dem Bildelementwert des gegenwärtigen Punktes ist, wird quantisiert und codiert, wodurch die erwünschte Bandweiteneinengung erzielt wird. Im allgemeinen wird in einem solchen Näherungscodiersystem., um die Eompressionswirkung bzw. die Einengungswirkung zu verbessern, eine nichtlineare Quantisierung verwandt, um die Quantisierungsstufenintervalle klein zu machen, wenn der !Näherungsfehler klein ist, und groß zu machen, wenn der Näherungsfehler groß ist, wobei die Sehcharakteristik berücksichtigt wird, daß die Sehempfindlichkeit bei einem Bildbereich gering ist, in

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dem sich, die Dichte plötzlich ändert, jedoch beträchtlich hoch "bei einem Bildbereich mit nahezu gleichförmiger Dichte ist; die Anzahl der Quantisierungsstufen wird so klein als möglich gemacht.

Wenn jedoch die Anzahl der Quantisierungsstufen äußerst klein gemacht wird, wird der Quantisierungsfehler erhöht, mit dem Ergebnis, daß das System nicht ausreichend auf plötzliche Dichteänderungen eines Eingabebildes ansprechen kann, wodurch ein Untergrund aufgrund einer Gradienten-Überbelastung bei dem wiedergegebenen Bild bewirkt wird. Demgemäß ist es erforderlich,die Anzahl der Quantisierungsstufen und die Quantisierungswerte derart zu bestimmen, daß die Verschlechterung der Qualität des wiedergegebenen Bildes im wesentlichen nicht sichtbar ist.

Zur Codierung derFäherungsfehler-Quantisierungswerte, die so bestimmt worden sind, wird im allgemeinen das Entropie-Codierverfahren verwandt, um die Einengungswirkung noch weiter zu erhöhen. Das heißt, die Codierung wird durchgeführt, in dem eine kurze Codelänge einem Quantisierwert mit großer Häufigkeit und eine lange Codelänge einem Wert mit geringer Häufigkeit zugeordnet wird. Das Entropie-Codierverfahren ist für diesen Zweck geeignet, da die Verteilung der Näherungsfehler der Laplace-Verteilung gleich bzw. ähnlich ist. Ferner wird die lineare Quantisierung im allgemeinen als für die Entropie-Codierung geeignet betrachtet.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich ohne weiteres, daß bei der Einrichtung zur Bandweiteneinengung bei dem herkömmlichen Näherungscodiersystem die Anzahl der Quantisierungs-

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stufen und die bezüglich des Sehens zulässigen Quantisierungswerte festgelegt werden und die Entropie-Codierung mit den so festgelegten Daten durchgeführt wird, um bei einem getönten Bild eine Bandeinengung durchzuführen.

Um das Einengungsverhältnis weiter zu verbessern,kann ein Größenwandler oder eine Näherungseinheit von.der Art eines Adapters verwandt werden. Die Verwendung einer solchen Einrichtung in diesem Fall ist jedoch kompliziert und das Einengungsverhältnis wird nicht wesentlich vergrößert. Somit ist bei Verwendung des herkömmlichen Verfahrens das Einengungsverhältnis begrenzt.

Eine Zielsetzung der Erfindung besteht darin, die vorhergehend beschriebenen Schwierigkeiten bei einer Einrichtung zur Bandweiteneinengung beim Stand der Technik zu beheben. Insbesondere besteht eine Zielsetzung der Erfindung darin, eine Einrichtung zu schaffen, bei der die Einengungswirkung wesentlich größer ist als bei derjenigen, die mit der herkömmlichen Einrichtung bei der gleichen Anzahl von Quantisierungsstufen und Quantisierungswerten erhalten wird.

Gemäß dieser und anderer Zielsetzungen schafft die Erfindung eine Eindchtung zur Bandweiteneinengung für ein getöntes Bild, bei dem ein abgetasteter Eingabe-Bildelementwert und ein Häherungsfehler, der von dem Näherungswert des Eingabe-Bildelementwertes erhalten wird, in quantisierte Werte umgewandelt und codiert werden. Wenigstens ein Block von Pufferspeichern wird zur vorübergehenden Speicherung erster Code vorgesehen, von denen jeder ρ Bits in Übereinstimmung mit einer Quantisierungsstufennummer bei der Quantisierung des Näherungsfehlers hat. Die Näherungsfehler werden in Quanti-

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sierungswerte entsprechend den Eingabe-Bildelementwerten umgewandelt, welche aufeinanderfolgend eingegeben werden. Die Quantisierungswerte werden in erste Code umgewandelt. Die Quantisierungswerte werden verwandt, um eine Näherung für den nächsten Eingabe-Bildelementwert zu erhalten und die ersten Code werden aufeinanderfolgend in den Pufferspeichern gespeichert. Wenn die ersten Code in den Pufferspeichern gespeichert worden sind, werden die Pufferspeicher in ρ Bit-Ebenen unterteilt und die ersten Code werden in zweite Code für jede Bit-Ebene umgewandelt. Ferner werden erste Code gesetzt, die für die zweite Codierung geeignet sind. Durch die Erfindung wird die Einengungswirkung wesentlich gegenüber derjenigen "beim Stand der Technik erhöht.

Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, welches eine Einrichtung zur Bandweiteneinengung darstellt, die entsprechend einem herkömmlichen Näherungscodiersystem ausgebildet ist,

Fig. 2 ein Blockdiagramm, welches eine Einrichtung zur Bandweitendehnung zeigt, die gemäß einem herkömmlichen Naherungscodiersystem ausgebildet ist,

Fig. 3-A- ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Tabelle zeigt, die die Quantisierungswerte mit den verschiedenen Näherungsfehlerbereichen enthält,

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Pig. 3B ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Tabelle für die ersten Code mit Quantisierungswerten enthält,

Fig. 3C ein Diagramm, welches ein anderes Beispiel einer Tabelle zeigt, die erste Code ähnlich denjenigen der Fig. 5B enthält,

Fig. 4-A ein Diagramm, welches die Erzeugungswahrscheinlichkeiten von Näherungsfehlern hei einem getönten Bild darstellt, die bei einer Ausführungsform der Erfindung verwandt werden,

Fig. 4B ein Diagramm, welches ein Beispiel der Entropie-Code hei einem herkömmlichen Näherungscodiersystem zeigt,

Fig. 4C ein Diagramm, welches eine Tabelle darstellt, die die Erzeugungswahrscheinlichkeiten für Zustandswerte bei den Bit-Positionen der ersten Code in bezug auf das gesamte Bild in dem Fall enthält, indem die ersten Code gemäß Fig. 3B auf die Erzeugungswahrscheinlichkeiten für die Näherungsfehler in Fig. 3A angewandt werden.

Fig. 5-A. grafische Darstellungen der Durchlauflängen- und 5B Verteilungen bei den Bit-Stellungen 1 bzw. 2 der ersten Code,

Fig. 6 ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer

Einrichtung zur Bandweiteneinengung nach der Erfindung darstellt,

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Fig. 7 ein Blockdiagramm,welches ein Beispiel einer Einrichtung zur Bandweitendehnung nach der Erfindung darstellt,

Fig. 8A Diagramme, die Beispiele von Durchlauflängenbis 8C Coden zeigen, welche bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwandt werden, und

Fig. 9 ein Diagramm, welches eine Tabelle darstellt, in der die Durchlauflängen-Code der Fig. 8A und 8B, die bei der zweiten Codierung ausgewählt werden, geordnet angegeben sind.

Die Figuren 1 und 2 zeigen Blockdiagramme einer Einrichtung zur Bandeinengung und einer Einrichtung zur Banddehnung, die gemäß der Erfindung ausgebildet sind.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 11 eine Bildeingabeeinrichtung, wie z.B. eine Fernsehkamera oder eine Abtasteinrichtung und mit dem Bezugszeichen 12 ein A/D-Ümwandler (Analog-Digital-TJmwandler) bezeichnet. Das abgetastete Signal eines Bildes mit unterschiedlicher Dichte, welches mit der Bildeingabeeinheit 11 und dem A/D-Umwandler 12 erhalten wird, wird als ein Eingabe-Bildelementwert χ nacheinander einer Differentialeinheit 13 zugeführt. Die Differential einheit'13 arbeitet so, daß sie einen Schätzwert e errechnet, der der Unterschied zwischen dem Eingabebildelementwert χ des gegenwärtigen Punktes und einem Schätzwert χ ist. Ein Kompression-Größenwandler 14 arbeitet so, daß der Schätzwert e entsprechend der vorbestimmten Anzahl von Quantisierungsstufen und der Quantisierungswert in jeder Stufe quantisiert wird

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um einen Quantisierungswert q am Ausgang abzugeben. Der Quantisierungswert q wird einer Dehungseinrichtung 15 zugeführt, in der er so gedehnt wird, daß er sich dem Wert des ursprünglichen Schätzfehlers e nähert, mit dem Ergebnis, daß ein Dehungswert q¹ durch die Dehnungseinrichtung 15 ausgegeben wird. Die Dehnungseinrichtung 15 arbeitet so, daß der Quantisierungswert q gedehnt wird, wenn der Quantisierungswert q komprimiert worden war, oder daß der gegenwärtige Quantisierungswert ebenso wie ein vorbestimmter Wert gedehnt wird, wenn der vorhergehende Quantisierungswert gleich dem gegenwärtigen Quantisierungswert ist, beispielsweise um den Quantisierungsfehler zu verringern. Die Dehnungseinrichtung 15 arbeitet so, daß die Verschlechterung eines wiedergegebenen Bildes aufgrund einer Gradienten-Überbelastung als Quantisierungsverzerrung verhindert wird, welche durch die Quantisierung des Schätzfehlers bewirkt wird, wie es vorhergehend beschrieben wurde. Jedoch kann die Dehnungseinrichtung 15 weggelassen x^erden. In dem Fall, daß die Dehungseinrichtung 15 in Fig. 1 weggelassen wird, sollte eine Dehnungseinrichtung 25 in der Fig. 2 ebenfalls weggelassen werden.

Der von der Dehnungseinrichtung 15 ausgegebene Dehnungswert q¹ wird zu dem vorhergehend erwähnten Schätzwert χ durch eine Addiereinrichtung 16 addiert, mit dem Ergebnis, daß ein Bildelementwert x¹ durch die Addiereinrichtung geliefert wird. Der Bildelementwert x¹ liegt nahe bei dem Eingabebildelementwert x, wobei der Wert x¹ von dem Wert χ um den Quantisierungsfehler abweicht.

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Eine Schätzeinheit 7 schätzt den nächsten Bildelementwert aus einer Vielzahl von verganenen Bildelementwerten χ¹ , um den Schätzwert χ zu "berechnen. Die Näherungsgleichung ist beispielsweise eine Näherungsgleichung mit vier Punkten wie:

^a2^x'm-1,n-1 ^{+ a}3^X>m-1,n ^{+ a}4^x'

Der Quantisierungswert q wird durch einen Codierer 18 codiert (Code f) und wird dann über eine Übertragungseinrichtung 19 übertragen.

Die Empfangsseite für das Signal ist so ausgebildet, wie es in Pig. 2 gezeigt ist. Das von der Übertragungseinrichtung 19 übertragene Signal wird mit einem Empfänger 21 empfangen. Das so empfangene Signal war codiert worden, wie es vorhergehend beschrieben wurde. Deshalb wird das Signal durch einen Decodierer 22 decodiert, was mit einem entgegengesetzten Verfahren wie bei dem durch den Codierer 18 durchgeführten erfolgt, mit dem Ergebnis, daß ein Quantisierungswert q erhalten wird. Der so erhaltene Quantisierungswert wird einer Dehnungseinrichtung 23 zugeführt, die die gleiche Ausbildung wie die vorhergehend beschriebene Dehnungseinrichtung 15 aufweist, mit dem Ergebnis, daß ein Dehnungswert q¹ durch die Dehnungseinrichtung 23 erzeugt wird. Der Dehnungswert q/ wird einer Addiereinrichtung 24 zugeführt und dort zu dem Näherungswert χ addiert, welcher aufgrund des vergangenen Wiedergabebildelementes geschätzt worden war, mit dem Er-

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gebnis, daß ein Wiedergabebildelement χ¹für den gegenwärtigen Punkt von der Addiereinrichtung abgegeben wird. Eine Näherungseinheit 25 arbeitet so, daß ein Näherungswert χ für den nächsten Viedergabebildelementwert erzeugt wird, wobei eine Vielzahl von vergangenen Wiedergabebildelementwerten verwandt wird, beispielsweise entsprechend der vorhergehend beschriebenen Näherungsgleichung mit vier Punkten.

Ferner wird der Wiedergabebildelementwert x¹ über einen D/A-Umwandler 26 einer Bildausgabeeinheit 27 zugeführt, wie z.B. ein 3?ernsehmonitor oder ein Abtastdrucker, um ein wiedergegebenes Bild anzuzeigen.

Die wesentliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ähnelt dem vorhergehend beschriebenen, herkömmlichen System mit der Ausnahme, daß der Codierer 18 und der Decodierer 22 vorgesehen sind. Ein hervorstechendes Merkmal der Erfindung im Unterschied zum herkömmlichen System besteht darin, daß beim Codieren des quantisierten Wertes der erste Code so eingestellt wird, daß er für eine zweite Codierung für jede Bit-Ebene geeignet ist und daß die ersten Code in zweite Code für jede Bit-Ebene umgewandelt werden, wodurch die Kompressionswirkung wesentlich verbessert wird verglichen mit derjenigen bei der herkömmlichen Einrichtung.

Der Codierer 18 und der Decodierer 22, die die Erfindung kennzeichnen, werden im einzelnen beschrieben. Im folgenden wird der erste Code als "ein Quantisierungscode" in dem Sinn der Codierung eines Quantisierungswertes bezeichnet.

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Der zweite Code wird durch Kompressionscodierung eines Binärsignals für jede Bitebene erhalten und deshalb kann der Faksimile-Bandweiteneinengungsvorgang ohne Abänderung verwandt werden. Bei der beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Beschreibung jedoch unter Bezug auf einen Durchlauflänge-Code.

Die Fig. 3A bis 3C zeigen ein Beispiel für die Umwandlung des Näherungsfehlers in den Quantisierungswert und des Quantisierungscodes. Insbesondere zeigt Fig. 3A die Quantisierungswerte q für Näherungsfehler e in verschiedenen Bereichen. Fig. 3B zeigt die Quantisierungscode f entsprechend den Quantisierungswerten in Fig. 3A. Wie sich aus den Fig. 3A und 3B ergibt, sind vier Quantisierungsstufennummern gemeinsam positiven und negativen Näherungsfehlern zugeordnet und demgemäß besteht jeder Quantisierungscode aus vier Bits. Im allgemeinen sollte eine größere Anzahl Quantisierungsstufennummern, die den positiven und negativen Näherungsfehlern zugeordnet sind, ausgewählt v/erden.

Fig. 3B zeigt den Bitzustand, welcher erhalten wird, indem die Quantisierungscode in die entsprechenden Bitpositionen gebracht werden. Der Grund dafür, warum die Quantisierungscode f festgelegt sind, wie es dargestellt ist, wird aus den Bitzuständen offensichtlich. Das. heißt, die Bitposition 1 bezeichnet das positive oder negative Vorzeichen eines Näherungsfehlers, die Bitposition 2 die Stufennummer 2, die Bitposition 3 die Stufennummer 3 und die Bitposition 4-

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die Stufennummer 4. Das heißt die Quantisierungscode sind so festgelegt, daß die Bitposition,die das positive oder negative Vorzeichen eines Näherungsfehlers anzeigt ,und die Bitposition, die nur die Quantisierungsstufennummern anzeigen,zugeordnet werden. Keine besondere Bitposition ist für die Quantisierungsstufennummer Λ vorgesehen, welche als die für die negativen und positiven Näherungsfehler am häufigsten verwandte betrachtet \fird, jedoch kann diese Information aus dem Zustand "0,0,0" der Bitposition 2,3 und 4 bestimmt werden. Die richtige Bestimmung der Quantisierungscode verringert die Code-Redundanz und ist gut für die Durchlauflängen-Codierung geeignet, wie es weiter unten beschrieben wird.

Pig. 5C zeigt ein anderes Beispiel von Quantisierungscoden nach der Erfindung. Bei diesem Beispiel sind drei Quantisierungscode in Übereinstimmung mit den Quantisierungsstufennummern vorgesehen, mit dem Ergebnis, daß die Bitlänge verringert ist. Wie sich aus der Figur ohne weiteres ergibt, kann man sehen, daß der Durchlauflängen-Codierwirkungsgrad für jede Bitebene etwas verringert ist, wenn man mit dem Fall gemäß Fig. 3B vergleicht. Da jedoch die Anzahl der Bitebenen verringert ist, bei denen eine Durchlauflängen-Codierung vorgenommen werden soll, ist der Übertragungswirkungsgrad verbessert.

Bei der Ausbildung gemäß den Quantisierungscoden entsprechend den Fig. 3B oder 3C sollte die Bitlänge der Quantisierungscode bestimmt werden, in dem der Wirkungsgrad des gesamten, zu berücksichtigenden Systems betrachtet wird. Fig. 3C zeigt den Fall an, bei dem die Quantisierungscode so bestimmt sind,

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daß die Bitlänge eines jeden Quantisierungscodes verringert ist und die Quantisierungsstufennummern den Bitpositionen zugeordnet sind, ohne den Durchlauflängen-Codierwirkungsgrad für jede Bite"bene zu verschlechtern.

Die Kompressicnswirkung "bei der Erfindung, "bei der, wie es vorhergehend beschrieben worden ist, die Quantisierungs werte in Quantisierungscode umgewandelt werden, welche in Bitebenen aufgeteilt werden, so daß die Quantisierungscode nach der Durchlauflange für jede Bitebene codiert werden, ist größer als die Kompressionswirkung bei dem herkömmlichen System. Dies kann besser anhand einer Beschreibung verstanden werden, die sich auf tatsächliche Meßwerte bezieht.

. 4A zeigt die Näherungsfehler-Meßdaten eines bei dem Beispiel verwandten, getönten Bildes. Die Meßdatenpunkte stellen die Erzeugungswahrscheinlichkeiten der Näherungsfehler dar, die geschaffen werden, wenn eine nichtlineare Größenwandlung mit dem Differential-Impulscode-Modulation-System durchgeführt wird, welches in S¹Xg. 1 gezeigt ist. In diesem Fall liegen der Eingangsbildelementwert χ und der Näherungsfehler e als 6 Bit/Bildelement (zwei Bit eines 8 Bit/Bildelements sind zur Verarbeitungserleichterung auf "O" gesetzt) vor und der Näherungsvrert x, der Dehnungswert q.¹ und der Bildelementwert x' liegen als 8 Bit/Bildelement vor. Demgemäß können für 8 Bit/Bildelement die positiven Näherungsfehlerbereiche dargestellt werden durch (0-4), (8 - 16), (20 - 36) und (40 - ), während die negativen Näherungswertbereiche durch (-4- - -8),

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(-12 - -20), (-24 - -40) und (-44 - ) dargestellt werden. Dementsprechend sind die positiven Quantisierungswerte 0,12,28 und 52 während die negativen Quantisierungswerte -4, -16, -52 und -56 sind. Es ergibt sich ohne weiteres aus diesen Meßdaten, daß die Näherungsfehler gehäuft in der Nähe von Null auftreten. Dementsprechend wird in dem herkömmlichen Entropie-Codiersystem eine kurze Codelänge einem Quantisierungswert zugeordnet, dessen Näherungsfehler eine große Auftrittswahrscheinlichkeit hat und eine lange Codelänge wird einem Quantisierungswert zugeordnet, "bei dem der Näherungsfehler eine geringe Auftrittswahrscheinlichkeit aufweist.

Fig. 4B zeigt ein Beispiel der herkömmlichen Entropie-Codierung. In diesem Fall sind zwei Codierbeispiele gezeigt. Die Wahrscheinlichkeitsverteilungen für das Auftreten des NäheruEgpfehlers unterscheiden sich in hohem Maß bei unterschiedlichen Bildern. Deshalb ist es schwierig, zu bestimmen, welche Code bei den Beispielen (1) und (2) verwandt werden sollten. Wenn jedoch die Code gemäß Fig. 4B für die Meßdaten gemäß Fig. 4A verwandt werden, dann werden ungefähr 1,38 Bit/Bildelement im Falle des Beispieles (1) und ungefähr 1,44 Bit/Bildelemente im Falle des Beispieles (2) vorgesehen. Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt es sich ohne weiteres, daß, wenn die herkömmliche Entxopiecodierung verwandt wird, der Kompressionswirkungsgrad nicht weiter erhöht werden kann, unabhängig davon, welcher Code verwandt wird.

Aus der folgenden Beschreibung geht noch näher hervor, daß das erfindunggemäße System im Unterschied zu dem herkömmlichen Entropie-Codiersystem besonders wirkungsvoll dahingehend ist,

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daß die Codierung wirksamer durchgeführt wird, um die
Redundanz der Codierung zu verringern und dadurch die
Kompressionswirkung zu erhöhen.

Fig. 4-C zeigt eine Wahrscheinlichkeitstabelle der Erzeugung der zuständigen "O" und "1" bei den Bitpositionen der Quantisierungscode für das gesamte Bild in dem Fall, in dem die in Fig. 4B gezeigten Quantisierungscode für
die Bildmeßdaten verwandt werden, die in Fig. 4A angegeben sind. Diesen Daten läßt sich ohne weiteres entnehmen, daß bei jeder Bitposition die Erzeugungswahrscheinlichkeit der Zustände "O" und "1" einseitig ist. Dies bedeutet, daß, wenn die Quantisierungscode für das gesamte Bild in Bitebenen unterteilt werden, die Durchlauflängen-Codierung
einer jeden Bitebene ohne weiteres erhalten werden kann. Beispielsweise wenn die Entrupie (H = -JF 3? logg P) einfach für jede Bitebene berechnet wird, beträgt die Summe der
Rechenergebnisse 1,075 Bit/Bildelement.

Es soll nun die Durchlauflängen-Verteilung einer jeden
Bitebene der Quantisierungscode für das gesamte Bild betrachtet werden. Die Figuren f?A und 5B zeigen die Durchlauflängen-Verteilung einer jeden Bitebene der Quantsierungscode für das gesamte Bild in dem Fall, in dem die Quantisierungscode gemäß Fig. JiB verwandt werden. Insbesondere zeigt Fig. J?A die Durchlauf läng en-Vert eilung der Ebene der Bitposition 1 der Quantisierungscode und Fig. 5B zeigt die Durchlauflängen-Verteilung der Ebene der Bitposition 2.
In den Fig. 5A und 5B bedeutet die waagerechte Achse die Durchlauflänge und die senkrechte Achse die Erzeugungswahr-

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scheinlichkeit für die Durchlauflänge. Ferner bedeutet in den Pig- 5A und 5B die durchgezogene Linie die "1"-Durchlaufverteilung und die unterbrochene Linie die "0"-Durchlaufvert eilung.

Setzt.man die Verteilungen gemäß den !Figuren 5A und 5B zu den Daten in Fig. 4C in Beziehung, so ist es offensichtlich, daß unter den Zuständen ¹O" und "1" der Bit-Positionen in Fig. 4-C die Zustände mit geringen Erzeugungswahrscheinlichkeiten gesammelt an der Seite der kurzen Durchlauflängen verteilt sind, während die Zustände mit großer Erzeugungswahrscheinlichkeit gesammelt an der Seite der langen Durchlauflänge verteilt sind. Dies kann in gleicher Weise auf die Ebenen der anderen Bit-Positionen und anderer, unterschiedlicher Bilder angewandt vrerden. Für die Bit-Position 1 des Quantisierungscodes ist die Erzeugungswahrscheinlichkeit für den Zustand "0" signifikant groß, während für die anderen Bit-Positionen die Erzeugungswahrscheinlichkeit für den Zustand "1" signifikant groß ist. Die statistische Tendenz kann zur Durchlauflängen-Codierung verwandt werden. Demgemäß werden in Übereinstimmung mit der Erfindung zwei Arten von Durchlauflängen-Coden vorgesehen. Insbesondere ein Durchlauflängen-Code RL-W wird für den Zustand "1" der Bit-Position 1 des Quantisierungscodes und für den Zustand "0" der anderen Bit-Positionen verwandt und ein Durchlauflängen-Code "RL-S" wird für den Zustand "0" der Bit-Position 1 und den Zustand "1" der anderen Bit-Positionen verwandt, um dadurch die Redundanz beim Codieren zu verringern. Dies ist der Tatsache äquivalent, daß bei einem Vorlage-Faksimile beispielsweise der abgewandelte Huffmann-Code aus unabhängigen Coden besteht, die für die Merkmale von weißen und schwarzen Durchläufen geeignet sind.

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Die Figuren 8A "bis 80 zeigen Beispiele von Durchlauflängen-Coden, die bei der Erfindung eingesetzt werden. Insbesondere zeigt Fig. 8A den Weyl-Code, der gut bekannt ist, welcher als der Durchlauflängen-Code RL-W verwandt wird. Fig. 8B zeigt einen Code, welcher durch eine solche Abwandlung des Weyl-Codes erhalten wird, daß eine kurze Cοdelänge insgesamt der Seite für kurze Durchläufe zugeordnet wird. Der abgewandelte Veyl-Code wird als der Durchlauflängen-Code BL-S eingesetzt. Figur 80 zeigt einen unterschiedlichen Durchlauflängen-Code, welcher gemäß der gleichen Idee geschaffen wird, wie sie bei der Fig. 8B verwandt wurde.

Die Anzahl der Bit pro Bildelement wird nun für den Fall berechnet, in dem unter Bezugnahme auf das Bild bei dieser Ausführungsform die Erfindung angewandt wird, wobei der Durchlauflängen-Code der Fig. 8 verwandt wird. In dem Fall, in dem die Quantisierungscode, mit denen die unter Bezugnahme auf die Fig. 4· beschriebenen Meßdaten versehen sind, aufeinanderfolgend in den Pufferspeichern mit 512 Bildelementen bei einem Abtastvorgang als ein Block gespeichert werden, werden die Pufferspeicher, nach Beendigung eines Blockes in Bit-Ebenen entsprechend den Bit-Positionen des Quantisierungscodes unterteilt und die Durchlauflänge wird für jede Bit-Ebene gezählt, während die Durchlauflängen-Codierung durchgeführt wird. Die Durchschnittsanzahl von Bits pro Bildelement für das gesamte Bild beträgt 1,13 Bit/Bildelement.

Die Durchlauflängen-Code werden gemäß den Bit-Ebenen zugeordnet, die den Bit-Positionen des Quantisierungscodes entsprechen, und die Durchlauflängen für den Zustand "O" oder "1" in den Bit-Ebenen ergeben sich, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Das heißt, die vorhergehend beschriebenen Durchlauf-

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längen-Code können ausgewählt werden, wie es in Pig. 9 dargestellt ist. Jedoch kann die Auswahl der Durchlauflängen-Code dahingehend vereinheitlicht werden, daß der Durchlauflängen-Code EL-W für den Zustand "O" aller Bit-Positionen verwandt wird und daß der Durchlauflängen-Code RL-S für den Zustand "1" verwandt wird, wodurch der mühsame Vorgang entfernt wird, daß die Durchlauflängen-Code selektiv gemäß den Bit-Positionen verwandt werden, wie es in dem Pail gemäß Fig. 9 vorliegt. Dies kann dadurch erreicht werden, das "beispielsweise die Bit-Zustände der B it-Position 1 in Fig. 3B umgekehrt werden. Das heißt, daß statt der Quantisierungscode (f) 9i1O,12,8,O,4-,2 und 1, wie es in Fig. 3B gezeigt ist, 1,2,4,0,8,12,10 bzw. 9 verwandt werden.

Somit werden die vorhergehend "beschriebenen 1,13 Bit/Bildelement für das Bild über die gesamte Durchlauflängen-Codierung geschaffen. Der Wert ist in etwa gleich der Entropie von 1,07 Bit/Bildelement im Fall der Fig. 4C. Aufgrund dieses Wertes ist es offensichtlich, daß das Bandweiten-Einengungsverfahren nach der Erfindung eine wesentlich kleinere Redundanz und einen größeren Wirkungsgrad aufweist als es bei dem herkömmlichen Bandeinengungsverfahren der Fall ist.

Der Wert 1,13 Bit/Bildelement wird erhalten, wenn der vorhergehend beschriebene Durchlauflängen-Code einfach jedem Block (oder 512 Bildelementen bei einem Abtastvorgang) des Bildes zugeordnet wird. Wenn jedoch in dem Fall, in dem der gleiche Zustand in jeder Bit-Ebene in dem ganzen Block statt des vorhergehend beschriebenen Durchlauflängen-Codes aufrechterhalten wird, ein spezieller Code in der Größenordnung von einem Bit für jede Blockbeendigung gegebenwird, d.h. daß

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ein Übersprungcode zu einem Block vorgesehen wird, dann kann die Redundanz weiter verringert werden.

Wenn dieses Verfahren auf einBüdba. der bevorzugten Ausführungsform angewandt wird, können ungefähr 0,05 Bit/ Bildelement eingespart werden. Das heißt, daß bei dem Bild die Blöcke, in denen der gleiche Zustand in jeder Bild-Ebene (Durchlauflänge = 512) beibehalten wird,' ungefähr 22% und 77% der Gesamtzahl der Blöcke oder die Gesamtzahl von Abtastlinien des gesamten Bildes bezüglich der Bit-Po sit ionen 3 bzw. 4 beanspruchen. Der vorhergehend angegebene Wert von 1,13 Bit/Bildelement gibt die Durchlauflängen-Code (16 bis 19 Bit) entsprechend der Durchlauf länge von 512 für diese Blöcke. Statt dessen wird ein Überspringcode von einem Bit diesen Blöcken bei der Beendigung von jedem 512 Bildelementblock zugeordnet, mit dem Ergebnis, daß die Redundanz bei der Codierung weiter verringert werden kann. Wenn man dieses Verfahren einsetzt, kann die Einengung bzw. Kompression zu ungefähr 1,08 Bit/ Bildelement gebracht werden.

Während die Einengung bei ungefähr 1,38 bis 1,44 Bit/ Bildelement bei dem herkömmlichen Entropie-Codiersystem liegt, kann nach der Erfindung das gleiche Bild zu ungefähr 1,13 "bis 1,08 Bit/Bildelement komprimiert werden.

Die Figuren 6 und 7 zeigen Blockdiagramme, die beispielhaft Schaltkreise zur Durchführung des vorhergehend genannten, erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen. Ins-r

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besondere zeigt die Fig. 6 ein Beispiel einer Einrichtung zur Bandweiteneinengung nach der Erfindung und die Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer Einrichtung zur Bandweitendehnung nach der Erfindung.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Schaltkreis werden ein abgetasteter Eingangs-Bildelement-Wert χ an dem gegenwärtigen Punkt und ein Näherungswert ic, welcher eine Näherung des Eingang-Bildelementwertes an dem gegenwärtigen Punkt darstellt, der aus den vorhergehenden Bildelementwerten bestimmt worden ist, in einer Subtrahiereinrichtung 61 voneinander subtrahiert, so daß ein Näherungsfehler e (= χ - χ) am Ausgang der Subtrahiereinrichtung 61 erhalten wird. In Abhängigkeit von der Größe des Näherungsfehlers e gibt eine Quantisiereinrichtung 62 einen Quantisierungswert q und einen Quantisierungscode f entsprechend den vorbestimmten Quantisierungsstufen, Quantisierungswerten und Quantisierungscoden ab. Der Quantisierungswert q und der Quantisierungscode f können beispielsweise entsprechend den Tabellen, die in den Fig. 5A und 3B angegeben sind, umgewandelt werden.

Der Quantisierungswert q wird durch eine Dehnungseinrichtung 65 gedehnt, um die Quantisierungsverzerrung zu minimalisieren, was zum Ergebnis hat, daß ein Dehnungswert q¹ von der Dehnungseinrichtung 65 abgegeben wird. Die Dehnungseinrichtung 65 arbeitet so, daß, wenn der vorhergehende Quantisierungswert wie z.B. q _n_yp oder q_m_xj _n gleich dem gegenwärtigen Quantisierungswert q ist, der gegenwärtige Quantisierungswert soweit wie ein Wert gedehnt wird, \tfelcher für jede Quantisierungsstufe vorbestimmt ist, um den Quantisierungsfehler möglichst klein zu halten. Somit verhindert die Dehnungs-

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einrichtung 63 eine Verringerung der Bildqualität aufgrund eines Untergrundes infolge von Gradienten-Überlastung, der durch die Quantisierungsverzerrung hervorgerufen wird, die entsteht, wenn der Näherungswert e quantisiert wird. Jedoch kann die Dehungseinrichtung 63 auch weggelassen werden. Wenn die Dehnungseinrichtung 63 weggelassen wird, sollte eine Dehnungseinrichtung 710 in Fig. 7 ebenfalls weggelassen werden.

Der Dehnungswert q¹ wird zu dem vorhergehend erwähnt en Näherungswert χ durch eine Addiereinrichtung 64· addiert, um ein Wiedergabe-Bildelementwert x¹ zu liefern, um das nächste Bildelement abzuschätzen. Der Wiedergabe-Bildelementwert x¹ unterscheidet sich von dem Eingabe-Bildelementwert durch den auftretenden Quantisierungsfehler.

Eine Näherungseinheit 65 arbeitet derart, den nächsten Eingabe-Bildelementwert aus einer Vielzahl von vorhergehenden Wiedergabe-Bildelementwerten x¹ näherungsweise zu bestimmen, um den Näherungswert χ zu liefern. Die Näherungsgleichung ist beispielsweise eine Näherungsgleichung mit vier Punkten wie:

^xm,n ^{= a}1^x'm,n-1 ^{+ a}2^x'm-1,n-1 ^{+ a}3^x'm-1,n ^{+ a}4-^xfm-1 ,n+V

In dem Fall, in dem beispielsweise der Eingabe-Bildelementwert χ 6 Bit/Bildelement aufweist, ist es vorteilhaft, daß der Näherungsfehler e 6 Bit/Bildelement hat und der Dehnungswert q', der Wiedergabe-Bildelementwert x' und der Näherungswert χ 8 Bit/Bildelement haben, weil die Genauigkeit dadurch

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erhöht und der Näherungsfehler beim nächsten Punkt als ein kleinerer Wert geliefert wird. In diesem Fall ist es zur Verarbeitungserleichterung von Vorteil, daß der Eingabe-Bildelementwert χ und der Näherungsfehler e 8 Bit/Bildelement aufweisen, wobei das erste und das zweitniedrigste Bit .auf "O" gesetzt werden.

Der Quantisierungscode f wird vorübergehend in einem Pufferspeicher 66 aufeinanderfolgend entsprechend dem Eingabe-Bildelementwert χ gespeichert. Der Pufferspeicher 66 enthält Speichereinheiten, die einem vorbestimmten Block entsprechen. Der Ausdruck " ein Block" bezeichnet die Einheit, welche so bestimmt ist, daß, nachdem eine gewisse Anzahl von Quantisierungscoden entsprechend den Eingabe-Bildelementen gespeichert worden sind, die Quantisierungscode für jede Bit-Ebene zur anschließenden Übertragung einer Durchlauflängen-Codierung unterworfen werden. Beispielsweise kann ein Block die Anzahl von Bildelementen sein, die in einem Abtastvorgang eines Eingabebildes enthalten sind. Andererseits kann der eine Block die Anzahl von Bildelementen in einem Eingabe-Bildfeld sein, wenn der Pufferspeicher eine ausreichend große Kapazität hat.

Der Pufferspeicher 66 speichert die Quantisierungscode f aufeinanderfolgend mit Hilfe von Adressbefehlen S^, welche synchron mit den Eingabe-Bildelementwerten χ erzeugt werden, die aufeinanderfolgend eingegeben werden. Die Anzahl der Bit pro Bildelement im Pufferspeicher 66 ist gleich der Anzahl von Bit, die dem Quantisierungscode f zugeordnet sind. Die Anzahl von Bit pro Bildelement, die dem Quantisierungscode zugeordnet ist, wird in Übereinstimmung mit der Anzahl von Quantisierungsstufen bestimmt, wie es vorhergehend beschrieben wurde.

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Wenn ein Block von Quantisierungrscoden f entsprechend den Eingabe-Bildelementwerten χ in dem Pufferspeicher gespeichert worden ist, wird der Eingabevorgang unterbrochen, woraufhin die Durchlauflängen-Codierung durchgeführt wird.

Der Pufferspeicher 66 kann so abgeändert werden, daß er zwei Blöcke A und B speichert. In diesem Fall wird, wenn die Eingabe der Quantisierungscode f in dem Block A abgeschlossen worden ist, der Block A für die Durchlauflängen-Codierung verwandt, während die folgenden Quantisierungscode f in den Block B aufeinanderfolgend eingegeben werden. Das heißt, daß, wenn die Eingabe der Quantisierungscode f und die Durchlauflängen-Codierung gleichzeitig durch Umschalten der Blöcke A und B durchgeführt wird, die Signalübertragung kontinuierlich durchgeführt werden kann. Diese Technik sollte eingesetzt werden, um einen Zeitverlust zu unterbinden, welcher beim Betrieb der Bildeingabeeinheit auftreten kann.

Wenn ein Block der Quantisierungscode f in den Pufferspeicher 66 eingegeben worden ist, wird der Pufferspeicher 66 in Bitebenen unterteilt und die Quantisierungscode werden als ein Seriensignal für jede Bit-Ebene mit Hilfe eines Multiplexers 67 ausgegeben. Insbesondere werden mitteüs des Adressignals S^. die Quantiierungscode f aus dem Pufferspeicher 66 ausgelesen und aufeinanderfolgend dem Multiplexer 67 eingegeben und die Quantisierungscode der Bit-Ebene, welcher durch ein Ausxtfahlsignal S^ für eine Bit-Ebene festgelegt worden ist, wird als ein Seriensignal f^! ausgegeben. Eine Steuereinheit 68 wird so gesteuert, daß das

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Seriensignal f' einer Durchlauflängen-Codierung unterworfen wird. Das heißt, in der Steuereinheit 68 wird ein Seriensignal f' mit dem vorhergehenden Seriensignal verglichen, welches unmittelbar vor dem erstgenannten Seriensignal eingegeben worden war. Wenn beide einander gleich sind, gibt die Steuereinheit 68 ein Signal C^, ab, und wenn sie voneinander verschieden sind, erzeugt die Steuereinheit 68 ein Signal C₂. Ein Zähler 69 zählt das Signal C^ und wendet ein Durchlauflänge-Signal r^ auf eine Durchlauf längen-Codiertabelle 6Ί0 an, welche gezählt wird, wenn das Signal C₂ abgegeben wird. Der Zähler 69 wird durch das Signal C₂ zurückgesetzt. Ferner gibt die Steuereinheit 68 ein Auswahlsignal C^ für den Durchlauflähgen-Code ab, wenn sie das Signal Cp erzeugt.

Das Auswahlsignal C, für den Durchlauflängen-Code wird verwandt, um einen Durchlauflängen-Code auszuwählen, welcher von der Bit-Ebene des Quantisiemgscodes und ihrem Zustand "O" oder "1" bestimmt wird. Das Auswahlsignal C, für den Durchlauflängen-Code wird abgegeben, um die Durchlauflängen-Code gemäß den Figuren 8A und 8B unter den in Fig. 9 angegebenen Bedingungen auszuwählen. Die vorhergehend erwähnten Zustände "0" und "1" entsprechen dem gegewartigen Durchlauflängensignal Γ,,.

Mittels des Durchlauflängensignals r^, und des Auswahlsignals C, für die Durchlauflänge gibt die Durchlauflängen-Codier-Tabelle 610 einen Durchlauflängen-Code r~ mit fester Länge und eine Coc&änge r, ab.

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Wenn der Durchlauflängen-Code r^ auf ein Register 612 angewandt wird und die Codelänge r., in einen Zähler 611 eingegeben wird, gibt die Steuereinheit 68 ein Taktsignal C^ synchron mit der Übertragungsrate ab. Mittels des Taktsignals C^, wird der Inhalt des Schieberegisters 12 als ein Übertragungssignal r, ausgegeben, während eine bitweise Verschiebung beginnend bei dem signifikantesten Bit erfolgt. Andererseits wird der Inhalt des Zählers 611 einer Subtraktion in zeitlicher Übereinstimmung mit dem Taktsignal C^ unterworfen. Wenn der Zählwert des Zählers 611 Null erreicht, gibt der Zähler 611 ein Signal C₁- ab, welches der Steuereinheit 68 zugeführt wird, woraufhin das Erzeugen des Taktsignals C^ angehalten wird und die Steuereinheit 68 für die nächste Durchlauflänge-Oodierung bereit ist. Die Durchlauflänge wird als ein Durchlauflängen-Code (das Übertragungssignal r^) varialier Länge geliefert. Soweit die Tabellen, die in den !Figuren 8A und 8B gezeigt sind, als die Durchlauflängen-Codiertabelle 610 verwandt wird, ist es nicht erforderlich, so viele Tabellen wie Durchlauflängen vorzusehen. Ein Blockcode wird bestimmt, in dem das Durchlauflängensignal r^, in eine Tabellenadresse umgewandelt wird (Fig. SA. bis 80). Bei Tabellenadressen 0 bis 3 ist der Inhalt der Tabelle das Durchlauf längensignal rg ohne Abänderung. I¹Ur Blockadressen 4,5*6 ..., wird der Terminierungscode als ein Wert bestimmt, dem man durch Verschieben des Durchlauflängensignals r^, (elf Bits um Durchlauf längen von 0 bis 2048 auszudrücken) um (13 - (Tabellenadresse)) zu den größeren Bits erhält. Das am wenigsten signifikante Bit des Blockcodes wird neben dem am signifikantesten Bit des Terminierungscodes gesetzt und der Blockcode und der Terminierungscode Tuereien verschoben, bis das signifikanteste Bit "1" ist, was

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zum Ergebnis hat, daß das Durchlauflängensignal r₂ erhalten wird. Für Tabellenadressen O bis 3 wird jedoch ein Wert verwandt, welcher durch Verschieben des Inhaltes der Tabelle in Richtung der Bits höherer Ordnung erhalten wird.

Wenn die Durchlauflängen-Codierung mit variabler Länge in einer Bit-Ebene in der vorhergehend erwähnten Weise abgeschlossen ist, legt das Adressignal S^ die erste Adresse im Pufferspeicher 66 fest und das Auswahlsignal S₂ für die Bit-Ebene legt die nächste Bit-Ebene fest, so daß die Durchlauflängen-Codierung der so festgelegten Bit-Ebene beginnt.

Bei der vorhergehend beschriebenen Einrichtung zur Bandeinengung, bei der eine Näherungscodierung durchgeführt wird, kann ein allgemein bekannter Codierkreis, wie z.B. ein "WyIe"-Codierkreis als ein Durchlauflängen-Codierkreis statt der Stufe anschließend an den Multiplexer 6? verwandt werden. Insbesondere werden Wyle-Code und eine Abänderung davon, die in den Fig. 8A bzw. 8B gezeigt ist, in der Durchlauflängen-Codiertabelle 610 (z.B. IC-Speicher) gespeichert und ein Übertragungssignal r^ wird durch den Codierkreis entsprechend den gespeicherten Werten erhalten. Der Wyle-Codierkreis ist im einzelnen in dem Artikel beschrieben "H.Wyle, T.Erb, und R. Banow, "Reduced Time Facsimile Transmission by Digital Coding", IRE Trans., CS Seite 215 (Sept. 1961).

Die Eingabe-Bildelementwerte χ werden aufeinanderfolgend einer Durchlauflängen-Codierung durch den Schaltkreis gemäß Fig. 6 unterworfen, was zum Ergebnis hat, daß ein bandweiteneingeengtes Bild übertragen wird. Das bandweiten-

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eingeengte Bild wird der Bandweitendehnung in dem Schaltkreis gemäß Fig. 7 unterworfen, um das Bild wieder zu erzeugen.

In Fig. 7 wird eine Steuereinheit 71 so gesteuert, daß sie Seriensignale erhält, die von dem Schaltkreis in Fig. 6 übertragen werden und diese einer Durchlauflängen-Decodierung unterwirft. In dem Fall, in dem die Durchlauflängen-Code der Fig. 8 verwandt werden, kann der Durchlauflängen-Gode EL-W oder EL-S, der übertragen wird, automatisch festgestellt werden, was von der Bit-Ebene des Quantisierungs-Codes abhängt, die durch die Durchlauflänge festgelegt ist, bei welcher gegenwärtig eine Durchlauflängen-Codierung erfolgt, oder ob der Zustand der vorhergehenden Durchlauflänge ein Durchlauf "O" oder "1" ist. Die Steuereinheit 71 führt diese Feststellung durch, um ein Auswahlsignal d·, für eine Durchlauflängen-Decodierung abzugeben. Ferner entscheidet die Steuereinheit 71» ob der Zustand des empfangenen Signals t, welches bitweise eingegeben wird, "0" oder "1" ist. Wenn der Zustand des empfangenen Signals t "1" ist, gibt die Steuereinheit 71 ein "1"-Signal d^ ab, welches mit einem Zähler 72 gezählt wird. Wenn der Zustand des empfangenen Signals t "O" ist, erzeugt die Steuereinheit 71 ein ¹¹O"-Signal d~, welches auch von dem Zähler 72 gezählt wird. Der Zählwert des Zählers 72, d.h. ein Blocksignal g^, wird auf eine Durchlauflängen-Decodiertabelle 73 angewandt. Der Zähler 72 wird durch das "0"-Signal d₂ gelöscht.

Mittels des Blocksignals g* und des Auswahlsignals d^ für die Durchlauflängen-Codierung, wird der Durchlauflängenbereich mit der Durchlauflängen-Decodiertabelle 73 bestimmt

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und ein Signal &2 ^für eine Block-Durchlauflänge (O, 5, 9,I?-. wie beispielsweise in Fig. 8A) wird von der Durchlauflängen-Decodiertabelle 73 abgegeben. Gleichzeitig wendet die Durchlauflängen-Decodiertabelle 73 ©in Codierlängensignal g, für den entsprechenden Terminationseode an die Steuereinheit ?3 an. Die Steuereinheit 71 erzeugt eine Anzahl von Taktimpulsen d^ synchron mit dem empfangenen Signal t, wie es durch das Codierlängensignal g, festgelegt wurde, für ein Register 74 und wendet das empfangene Signal t als ein Terminierungssignal mit der Anzahl von Taktimpulsen d^ an. Das Register 74· empfängt das Terminierungssignal g^, während sein Inhalt in zeitlicher Abstimmung mit den Taktimpulsen d^ verschoben wird. Das Register 74- -h-S-t eine Kapazität mit der gleichen Anzahl von Bits die die Terminierungscode bzw. Beendigung se ode, d.h. eine Kapazität von 10 Bit im Pail der Fig. 8A bis 8C. Wenn die Beendigungssignale g^ in das Register 74- eingegeben werden, wird durch die Anzahl der Beendigungscode des Codelängensignals g, der Inhalt des Registers um (iO-(Codierlängensignal g*)) in Richtung zu den Bits niederer Ordnung verschoben, während die Bits höherer Ordnung zu "0" geändert werden, so daß eine Beendigung-Durchlauflänge gc von dem Schieberegister ausgegeben wird.

Mittels einer Addiereinrichtung 75 wird die Blockdurchlauflänge gp zu der Beendigung-Durchiauflänge gc addiert, um ein Durchlauflängensignal gg zu erzeugen, welches die Wiedergabe des Durchlauflängensignals r^. der Fig. 6 darstellt.

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Das Durchlauflängensignal gg wird einem Zähler 76 zugeführt. Der Inhalt des Zählers 76 wird jedesmal um eine Zählereinheit verringert und der Zähler 76 gibt ein. Decodiersignal h mit "O" oder "1" fortlaufend ab, bis der Inhalt den Wert Null erreicht.

Der Zustand des Decodiersignals h wird automatisch gemäß dem vorhergehend beschriebenen Auswahlsignal d^ für die Durchlauflängen-Decodierung bestimmt, d.h. die Bit-Ebene des Quantisierungscodes, welche durch die Durchlauflänge festgelegt wird, die gegenwärtig einer Durchlauflängen-Decodierung unterworfen wird, oder ob der Zustand der vorhergehenden Durchiauflänge ein "0"-Durchlauf oder '"!"-Durchlauf ist. Somit hat der Zustand des Decodiersignals h einen unter diesen Bedingungen ausgewählten Zustand "0" oder "1".

Das so erhaltene Decodiersignal h wird über einen Demultiplexer 77 einem Pufferspeicher 78 zugeführt, in dem es der Reihe nach bitweise gespeichert wird. Insbesondere wird das Decodiersignal h über eine Ausgangsleitung des Demultiplexers 77 > cLie durch das Auswahlsignal C^ für die Bit-Ebene festgelegt wird, dem Pufferspeicher 78 zugeführt und in einer Position in dem Pufferspeicher 78 gespeichert, welche durch das Adressignal Cg festgelegt ist.

Wenn das Decodiersignal h gespeichert bleibt, bis ein Adressierzyklus des Pufferspeichers 78 abgeschlossen worden ist, wählt das Auswahlsignal C. für die Bit-Ebene die nächste Bit-Ebene, das Adressignal C~ legt die erste

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Adresse in dem Pufferspeicher 78 fest und die Decodiersignale h werden aufeinanderfolgend in dem Pufferspeicher 78 in Übereinstimmung mit den empfangenen Signalen t (Durchlauflängen-Code mit variabler Länge) gespeichert. Dieser Vorgang wird fortlaufend durchgeführt, "bis die Quantisierungscode vollkommen in einem Block des Pufferspeichers 78 angeordnet sind. Auf das Auswahlsignal C^ für die Bit-Ebene wird durch die Steuereinheit 71 "bezug genommen.

Wenn die Quantisierungscode vollkommen in einem Block des Pufferspeichers 78, wie vorhergehend "beschrieben, angeordnet worden sind, werden die Quantisierungscode f aus dem Pufferspeicher 78 Bildelement um Bildelement herausgenommen, um eine Bandweitendehnung durchzuführen.

Ebenso in Eig. 6 kann der Pufferspeicher 78 so ausgebildet werden, daß er zwei Blöcke aufweist, nämlich die Blöcke A und B, und daß, wenn die Quantisierungscode vollkommen in dem Block A gespeichert worden sind, der Block A für die Bandweitendehnung vervrandt wird und die folgenden Decodiersignale h in den Block B eingegeben werden. Das heißt, daß, wenn die Eingabe der Decodiersignale h und die Ausgabe der Quantisierungscode f gleichzeitig durch Umschalten der Blöcke A und B durchgeführt wird, dann kann der Signalempfang kontinuierlich durchgeführt werden. Diese Technik wird bevorzugt, um einen Zeitverlust beim Betrieb der Einrichtung zur Bandweitendehnung genauso wie beim Betrieb der Einrichtung zur Bandweitenkompression auszuschließen.

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Die Quantisierungscode f eines Blockes, die aus dem Pufferspeicher 78 ausgelesen worden sind, werden aufeinanderfolgend einem Quantisierungsentcoder 79 zugeführt.

Der Quantisierungsentcoder 79 wandelt die Quantisierungscode f gemäß Pig. 3B in Quantisierungswerte q gemäß Fig. 3^· um. Eine Dehnungseinrichtung 710, eine Addiereinrichtung 711 und eine Näherungseinheit 712 arbeiten in der gleichen Weise, wie die Dehnungseinrichtung 63, die Addiereinrichtung 64· und die ITäherungseinheit 65, die unter Bezugnahme auf die Fig. 6 beschrieben worden sind, um den Wiedergabe-Bildelementwert x¹ zu erzeugen. Statt der Durchlauflängencode gemäß Fig. 8A oder 8B können jene gemäß Fig. 8C in Abhängigkeit vom jeweiligen Fall verwandt werden.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich ohne weiteres, daß das erfindungsgemäße System mit seiner Bildeingabe, Näherungs codierung, Codierung einer jeden Bit-Ebene ,"Übertragung, Decodierung für jede Bit-Ebene, Näherungsdecodierung und Bildausgabe die Einengungswirkung bzw. Kompressionswirkung verglichen mit dem herkömmlichen Näherungscodiersystem beträchtlich verbessert.

In dem Fall, in dem die Durchlauflängen-Code der Fig. 8 für das Bild bei den gleichen Bedingungen verwandt werden, liefert das erfindungsgemäße System gegenüber den herkömmlichen Naherungscodierungssystem eine Einengungswirkung von 30 bis 50% in Abhängigkeit von der Quantisierungsmethode. Bei komplizierteren Bildern liefert das erfindungsgemäße System eine Einengungswirkung von ungefähr 20 bis 25%. Bei einem äußerst komplizierten Bild kann die gemäß der Erfindung durchgeführte Einengung verglichen mit derjenigen

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bei dem herkömmlichen Näherungscodiersystem nicht so groß sein, wie es erwartet ist. Jedoch ist die Einengungswirkung nach der Erfindung bei einem gewöhnlichen Bild ausreichend groß.

Eine Ausführungsform der Erfindung wurde beschrieben, bei der Durchlauflängen-Code für die zweite Codierung verwandt wurden. Da die zweite Codierung für jede Bit-Ebene durchgeführt wird, kann eine Bandweiteneinengungstechnik unter Verwendung von Binärsignalen, wie z.B. eine eindimensionale Codierung (abgewandelte Huffmann-Codierung) oder eine zweidimensionale Codierung (abgevrandelte READ-C ο dierung) eingesetzt werden, welche normalerweise bei einer üblichen Faksimileübertragung verwandt wird, ohne daß sie abgeändert werden müssen.

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Claims

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P 16 073-WL

Fuji Baoto Film Co.,Ltd.

No. 210, Nakanuma, Minami Ashigara-Shi, Kanagawa, Japan

Bandeinengungsverfahren für getönte Bilder

Pat entansprüche

My Bandeinengungsverfahren für ein getöntes Bild, bei dem ein abgetasteter Eingabe-Bildelementwert und ein Näherungsfehler, der von einem Näherungswert des Eingabe-Bildelementwertes erhalten wird, in Quantisierungswerte umgewandelt und codiert werden, dadurch gekennzeichnet , daß in wenigstens einem Block von Pufferspeichern erste Code vorübergehend gespeichert werden, von denen jeder Bit gemäß einer Quantisierungsstufennummer bei der Quantisierung des Näherungsfehlers aufweist, daß die Näherungsfehler in Quantisierungswerte entsprechend den Eingabe-Bildelementwerten umgewandelt werden, welche aufeinanderfolgend eingegeben

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TELEFON (OSO) 22 23 63 TELEX OS-2O3GO TELEGRAMME MONAPAT

werden, daß der Quantdsierungswert entsprechend dem Näherungsfehler und dem Quantisierungswert in den ersten Code umgewandelt wird, wenn der Näherungsfehler quantisiert wird, daß der nächste Eingabe-Bildelementwert mit dem Quantisierungswert angenähert wird, daß aufeinanderfolgend die ersten Code in den Pufferspeichern gespeichert werden, und daß, wenn die ersten Code vollkommen in dem einen Block der Pufferspeicher gespeichert worden sind, die Pufferspeicher in ρ Bit-Ebenen entsprechend den p-Bits unterteilt und die ersten Code in jeder Bit-Ebene in zweite Code umgewandelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Umwandlung des Quantisierungswertes in den Quaritisierungscode die ersten Code, von denen jeder ρ Bits aufweist, Bit-Positionen, die den positiven oder negativen Wert der Näherungsfehler anzeigen, und Bit-Positionen zugeordnet werden, die nur den Quantisierungsstufennummern entsprechen unabhängig von dem positiven oder negativen Wert der Näherungsfehler.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Code so aufgebaut sind, daß bei der Zuordnung der ersten Code zu den Bit-Positionen, die nur den Quantisierungsstufennummern entsprechen, die erste Bit-Position des Codes Quantisierungsstufennummern nicht zugeordnet wird, die Quantisierungsvier ten mit der größten Auftrittswahrscheinlichkeit unter den Quantisierungswerten der positiven und negativen Werte der Näherungsfehler entsprechen.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Arten von Durchlauflängen-Code vorgesehen werden, um die ersten Code in die zweiten Code umzuwandeln, wobei eine der zwei Arten der Durchlauflängen-Code für den Zustand "O" oder "1" in jeder Bit-Ebene der Pufferspeicher mit der größeren Erzeugun^wahrscheinlichkeit verwandt wird, während der andere für den anderen Zustand mit der kleineren Erzeugungswahrscheinlichkeit verwandt wird.
5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet , daß bei der Umwandlung der ersten Code in die zweiten Code der gleiche Zustand in dem ganzen einen Block aufrechterhalten wird, wobei eine Zuordnung der zweiten Code für jede Bit-Ebene nicht durchgeführt wird, und daß ein Übersprungcode bei der Beendigung eines jeden Blockes erzeugt wird.
6. Bandeinengungsverfahren für getönte Bilder, dadurch gekennzeichnet , daß von einem abgetasteten Eingabe-Bildelementwert ein Näherungsfehler erhalten wird und von einem Näherungswert davon ein erster quantisierter Code mit ρ Bits gebildet wird, daß eine Vielzahl von ersten Coden für einen Block in ρ Bit-Ebenen entsprechend den ρ Bits unterteilt wird und die ersten Code für jede Bit-Ebene umgewandelt werden, um einen zweiten Code zu bilden, daß vorübergehend in wenigstens einem Block der Pufferspeicher mit ρ Bit-Ebenen die zweiten Code gespeichert werden, wobei die zweiten Code aufeinanderfolgend von den Pufferspeichern für jede Bit-Ebene empfangen werden

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und in zugeordneten Bit-Ebenen der Pufferspeicher gespeichert werden, und daß, wenn die zweiten Code in den Bit-Ebenen der Pufferspeicher gespeichert worden sind, die ersten Code, von denen jeder ρ Bits hat, aus den Pufferspeichern aufeinanderfolgend ausgelesen werden, die ersten Code in quantisierte Werte umgewandelt werden und die quantisierten Werte zu den Näherungswerten der Wiedergabebildelemente addiert werden, um Wiedergabe-Bildelementwerte zu erhalten, um das Bild wiederzugeben.

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