DE3202155C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein digitales Faksimile-Übertragungssystem
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein derartiges Faksimile-Übertragungssystem ist aus der
DE 29 40 487 A1 bekannt. Dieses bekannte Faksimile-Übertragungssystem
basiert auf dem bekannten Prinzip der Verwendung
einer Mehrpegel-Quantisierung unter Verwendung
eines mehrpegeligen Schwellenwertes, wobei dieses Prinzip
die Voraussetzung dafür bildet, um Halbton-Bildsignale zu
erzeugen und über eine Übertragungsleitung übertragen zu
können. Das bekannte Übertragungssystem umfaßt einen Sender
und einen Empfänger und eine Übertragungsleitung zum
Verbinden des Senders und des Empfängers. Ferner ist auch
ein Analog-Digital-Datenumsetzer vorhanden, um die zunächst
analog aufgenommenen Bilddaten, welche mit Hilfe
einer photoelektrischen Abtasteinrichtung erzeugt werden,
unter Verwendung des mehrpegeligen Schwellenwertes in binäre
Bilddaten umzuwandeln. Das bekannte System enthält
schließlich auch eine Datenverdichtungseinrichtung zum
Verdichten der binären Bilddaten, um eine Informationsredundanz
zu vermeiden. Aufgrund der Verwendung der Datenverdichtungseinrichtung
ist auf der Empfängerseite eine
Expandereinrichtung vorhanden, um die verdichteten binären
Bilddaten wieder auf ihren normalen Zustand zu expandieren.
Die Datenverdichtungseinrichtung hat bei dem bekannten
System die Aufgabe eines Bandeingangs-Kodierers,
der speziell dafür ausgebildet ist, zwei kegelige Signalzüge
unabhängig voneinander hinsichtlich der Lauflänge
zu kodieren.
Aus der DE 9 78 033 C1 ist ein Verfahren zum Verschlüsseln
und zum Entschlüsseln von Halbtonbildern bei der
Bildtelegraphie bekannt, wobei ein Pulscode-Modulationsverfahren
zur Anwendung gelangt und die Bildamplitude
der zu übertragenden Bilder quantisiert und kodiert und
als Impulskombinationen übertragen und diese nach der
Übertragung wieder in die ursprünglichen Bildamplituden
dekodiert werden. Das wesentliche dieses bekannten Verfahrens
besteht darin, daß eine bestimmte Anfangszuordnung
zwischen den quantisierten Bildamplituden und den
Kodeimpuls-Kombinationen beim Sender und Empfänger in
übereinstimmende Weise nach einem Schlüssel laufend geändert
wird. Es ist somit möglich, eine Verschlüsselung
von Impulskombinationen auf der Empfängerseite in identischer
Weise wie auf der Senderseite zu realisieren, um
dadurch eine Auflösung des Schlüssels zu bewirken.
Aus der DE-AS 23 28 288 ist eine Bildübertragungsvorrichtung
mit optischer Abtastung bekannt, wobei auch eine
photoelektrische Wandlereinrichtung zum Umwandeln der abgetasteten
Bildinformationen in ein elektrisches Signal
zur Anwendung gelangt. Bei dieser bekannten Vorrichtung
sind die Abtasteinrichtungen so ausgebildet, um die Bildinformationen
in mehreren sich wiederholenden Empfindlichkeitsniveaus
abzutasten, um dadurch eine Folge von
analogen elektrischen Bildsignalen zu erzeugen, von denen
jedes einer Abtastung mit einem einzigen der Empfindlichkeitsniveaus
entspricht. Ferner ist eine Einrichtung
zum Erzeugen eines Schwellenwertsignals vorhanden,
welches mehrere sich wiederholende Schwellenwerte
in zeitlicher Beziehung mit jedem der Bildsignale
aufweist. Die bekannte Bildübertragungsvorrichtung
enthält auch eine Einrichtung zum Vergleichen jedes
Bildsignals mit dem Schwellenwertsignal, um ein erstes
digitales Übertragungssignal zu erzeugen, wenn der Wert
des Bildsignals höher ist als der mit dem in zeitlicher
Beziehung stehenden Wert des Schwellenwertsignals bzw.
um ein zweites digitales Übertragungssignal zu erzeugen,
wenn der Wert des Bildsignals niedriger ist als
der mit ihm in zeitlicher Beziehung stehende Wert des
Schwellenwertsignals.
Aus der US-PS 42 14 277 ist in Verbindung mit einer Halbtonverarbeitungseinrichtung
eines zu übertragenden Bildes
das Prinzip der Rasterbildung bekannt, wonach mehrere benachbarte
Bildelemente zu einem Raster zusammengefaßt
werden, deren Helligkeitswert mit einem Schwellenwert
verglichen wird, wobei der Schwellenwert als Funktion der
Position des jeweiligen Bildpunktes verändert wird.
Bei dem eingangs erläuterten digitalen Faksimilesystem
ergibt sich folgendes Problem:
Das bekannte System kann so lange mit hoher Geschwindigkeit Bilddaten übertragen, als eine Vorlage relativ große weiße und schwarze Bereiche (zusammenhängende Bereiche) aufweist. Die Sendezeitverkürzung ergibt sich dabei aufgrund der Verdichtung der binären Bilddaten mit Hilfe der Datenverdichtungseinrichtung.
Das bekannte System kann so lange mit hoher Geschwindigkeit Bilddaten übertragen, als eine Vorlage relativ große weiße und schwarze Bereiche (zusammenhängende Bereiche) aufweist. Die Sendezeitverkürzung ergibt sich dabei aufgrund der Verdichtung der binären Bilddaten mit Hilfe der Datenverdichtungseinrichtung.
Es gibt jedoch auch Bedingungen, gemäß welchen das bekannte
digitale Faksimilesystem eine unnötig verlängerte Sendezeit
benötigt, und zwar beispielsweise dann, wenn bei
einem zu übertragenden Bild aufeinanderfolgend sich schwarze
und weiße Bildpunkte mehrfach abwechseln. Wenn nämlich
bei dieser Voraussetzung das normale Verdichtungsverfahren
angewendet wird, so erhöht sich die Anzahl der zu übertragenden
Bits nach einer Verdichtung um das dreifache im Vergleich
zur Anzahl der Bits in einem normalen Fall bzw. ohne
eine Verdichtung. Dies ergibt sich rein dadurch, daß die
Kodelänge für eine Spurlänge von 1 aus drei Bits gebildet
wird, so daß durch die Datenverdichtung die Anzahl Bits erhöht
wird.
Die Datenübertragungsgeschwindigkeit kann also theoretisch
für den geschilderten Fall erhöht werden, indem man sendeseitig
auf die Verdichtung der zu übertragenden Daten verzichtet.
Dies ist aber nicht gezielt steuerbar, da während des Abtastvorganges
nicht vorausgesagt werden kann, ob eine Datenkompression
angebracht ist oder nicht.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
ein digitales Faksimile-Übertragungssystem der angegebenen
Gattung zu schaffen, mit welchem Halbtonunterschiede
dargestellt werden können und das Datenverdichtungsverfahren
jederzeit ohne Verringerung der Datenübertragungsgeschwindigkeit
angewendet werden kann. Mit anderen Worten
soll ein digitales Faksimile-Übertragungssystem mit erhöhter
Datenübertragungsgeschwindigkeit geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil
des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2
bis 9.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines
Senders gemäß einer Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 2a eine schematische Darstellung des Aufbaus eines
Empfängers gemäß einer Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 2b ein logisches Schaltbild, in welchem der ins einzelne
gehende Aufbau eines in Fig. 2a dargestellten
willkürlichen Austauschers (24) wiedergegeben ist, und
Fig. 2c ein Zeitdiagramm, in welchen die Beziehung
zwischen den Impulsen, die in Verbindung mit
dem in Fig. 2b dargestellten, willkürlichen
Austauscher verwendet werden, und dessen verschiedenen
Ausgängen dargestellt ist.
In Fig. 1, in welcher in Blöcken und in Form von logischen
Symbolen der Aufbau eines Senders gemäß einer Ausführungsform
mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt ist, wird eine Vorlage 1,
die zu übertragende Bildinformation enthält, durch Zuführrollen
2 in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung
transportiert. Eine Lichtquelle 3 ist vorgesehen, um die
Vorlage 1 zu beleuchten, und das von dieser reflektierte
Licht wird über einen Spiegel 4 durch eine Linsenanordnung
5 so geleitet, daß es auf einen Bildsensor 6 auftrifft.
Der Bildsensor 6 kann eine Anzahl photoelektrischer Elemente
aufweisen, die in Form einer einzigen Anordnung angeordnet
sind, die sich in der Richtung von der einen zur anderen
Seite der Vorlage 1 erstreckt, welche die Hauptabtastrichtung
ist. Die Unterabtastrichtung ist als die
Richtung festgelegt, die senkrecht zu der Hauptabtastrichtung
verläuft, und sie verläuft daher in der Richtung von
dem vorderen zu dem hinteren Rand (der Vorlage). Folglich
setzt der Sensor optische Bildinformationen in elektrische
Bildsignale um.
Das umgesetzte Bildsignal ist ein analoges Signal, und es
wird nach einer Verstärkung durch einen Verstärker 7 an
einen Eingang a eines Vergleichers 9 angelegt. Der andere
Eingang b des Vergleichers 9 ist mit dem Ausgang eines
Schwellen-Spannungsgenerators 8 verbunden, welcher
einen mehrpegeligen Schwellenwert erzeugen kann. Folglich
wird der Pegel des an den Eingang a angelegten, analogen
Bildsignals mit dem Schwellenwertpegel am Eingang b verglichen,
welcher durch den Schwellen-Spannungsgenerator
8 erzeugt worden ist, und das sich ergebende binäre
digitale Signal wird an dem Ausgang des Vergleichers 9
erhalten. Wenn beispielsweise der analoge Signalpegel
größer als der Schwellenwertpegel ist, wird eine binäre
"1" oder Hi, wodurch ein schwarzer Bereich angezeigt wird,
als ein Ausgang abgegeben. Wenn dagegen der analoge Signalpegel
den Schwellenwertpegel nicht übersteigt, wird eine
binäre "0" oder Lo, wodurch ein weißer Bereich angezeigt
wird, als ein Ausgang abgegeben.
Das auf diese Weise erzeugte, digitale Bildsignal wird
über einen Lesepuffer 10 einer Datenverdichtungseinrichtung 11 zugeführt.
Die Datenverdichtungseinrichtung 11 ist vorgesehen, um eine
Redundanz in den zu übertragenden Informationen zu beseitigen,
um so die Datenübertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen.
In der Datenverdichtungseinrichtung 11 kann irgendein herkömmliches
Datenverdichtungsverfahren angewendet werden; das üblicherweise
angewendete Verfahren besteht jedoch darin, eine
Spurlänge, welche die Länge von kontinuierlichen "weißen"
oder "schwarzen" Bildelementen ist, in einen der modifizierten
Huffmann Kodes in der Weise umzusetzen, daß diese
Spurlängen mit höheren Aufrittsfrequenzen kürzere Kodes
haben, während Spurlängen mit niedrigen Auftrittsfrequenzen
längere Kodes haben.
Das auf diese Weise verdichtete digitale Signal wird einem
Modem (Modulator/Demodulator) 12 zugeführt, um in tonfrequente
Signale umgesetzt zu werden, die sich für eine
Übertragung über eine Fernsprechleitung über eine Fernsprechleitungs-
Anschlußstelle 13 eignen. Natürlich kann
das MODEM 12 auch weggelassen werden, wenn eine exklusive
Übertragungsleitung verwendet wird.
Wie in Fig. 1 dargestellt, weist der Schwellen-Spannungsgenerator
8 ein 4-Bit-Schieberegister 31 auf, in welchem
nur ein Bit die binäre "1" enthält und die übrigen
Bits jeweils die binäre "0" enthalten. Das Schieberegister
31 weist vier Ausgänge auf, die jeweils mit der Steuerelektrode
eines MOS-Schalters 32₁ bis 32₄ verbunden
sind, welche jeweils zwischen den Eingang b des Vergleichers
9 und einem Schaltpunkt einer
Widerstandsanordnung 33 geschaltet sind, welche zwischen
eine Versorgungsspannung +V CC und Erde geschaltet ist und
welche einen Spannungsteiler bildet.
Wie dargestellt, wird ein Zeilensynchronisierimpuls dem in
Form eines Ringzählers ausgebildeten Schieberegister 31 zugeführt.
Folglich ändert sich der Schwellenwertpegel der an
den Eingang b des Vergleichers 9 angelegt wird, zyklisch in
Form von vier verschiedenen Werten. Im einzelnen bedeutet
dies, daß, wenn die binäre "1" bei dem höchsten Bit vorliegt,
der MOS-Schalter 32₁ angeschaltet wird, und daß
folglich der niedrigste Schwellenwertpegel an den Eingang
b angelegt wird. Bei Beendigung einer einzigen Abtastzeile
in der Hauptabtastrichtung wird der Zeilensynchronisierimpuls
an das Schieberegister 31 angelegt, und die binäre
"1" bewegt sich auf das nächste Bit nach unten, wie in
Fig. 1 dargestellt ist, wodurch nur der MOS-Schalter 32₂ angeschaltet
wird, wodurch der zweitniedrigste Schwellenwertpegel
am Eingang b erzeugt wird. Auf diese Weise wird der
Schwellenwertpegel am Eingang b schrittweise für jede der
vier aufeinanderfolgenden Abtastzeilen erhöht. Da der
Schwellenwert-(Bezugs-)Pegel bei dieser Ausführungsform
für jede Abtastzeile geändert wird, wird die Anzahl der
Übergänge, von "schwarz" auf "weiß" oder umgekehrt in jeder
Abtastzeile nicht unangenehm erhöht.
Wie vorher ausgeführt, kodiert die Datenverdichtungseinrichtung
11 die Spurlänge von "weißen" oder "schwarzen"
Bildelementen. Folglich wird, je höher die Anzahl an Übergängen
zwischen "schwarz" und "weiß" ist, die Wirksamkeit
der Datenverdichtung um so geringer. In einem Extremfall,
bei welchem "schwarz" und "weiß" abwechselnd von einem
Bildelement zum anderen auftritt, wenn das normale
Verdichtungsverfahren (das modifizierte Huffman-Kodierverfahren)
angewendet wird, würde die Anzahl Bits nach einer Verdichtung
mehr als dreimal größer als die Anzahl Bits in einem
Fall ohne eine Verdichtung, da die Kodelänge für die
Spurlänge 1 aus 3. Bits gebildet wird. In einem solchen
Fall wird durch die Datenverdichtungseinrichtung die Anzahl Bits ziemlich
erhöht. Wenn aus diesem Grund ein Umstellen auf Maschen
bzw. Schaltungspunkte oder eine sogenannte
Zitterverarbeitung sendeseitig durchgeführt wird,
können die Daten ohne eine Verdichtung
schneller als die verdichteten Daten übertragen werden.
Andererseits werden gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung Halbtonunterschiede in einem Vorlagenbild
zwischen Abtastzeilen anstelle zwischen Punkten dargestellt.
Mit anderen Worten in der wiedergegebenen Ausführungsform
wird die sogenannte Zitterverarbeitung nicht
während einer Abtastung entlang einer ganz bestimmten Abtastzeile
in der Hauptabtastrichtung durchgeführt. Jedoch
wird die Zitterverarbeitung für die Abtastzeilen durchgeführt,
indem der Schwellenwertpegel als Bezugswert beim
Umsetzen in binäre Bilddaten von einer Abtastzeile zur anderen
geändert wird. Folglich kann eine Datenverdichtung
in vorteilhafter Weise durchgeführt werden, wobei die Daten
in einem Verhältnis verdichtet werden können, das von
1/5 bis 1/50 reicht.
Wenn die auf diese Weise verarbeiteten Daten einer Aufzeichnungseinrichtung
auf der Empfangsseite zugeführt werden,
wird ein wiedergegebenes Bild erhalten, welches in
der horizontalen Richtung gestreift ist. Folglich würde
die Qualität des wiedergegebenen Bildes im Vergleich mit
einem sogenannten Schaltungspunkt-Bild geringwertiger
sein, welches durch die Zitterverarbeitung für
jeden Bildpunkt geschaffen wird.
Im Hinblick auf die vorstehend beschriebene Tatsache wird
gemäß der Erfindung eine Schaltungspunktanordnung mit einem
Bildelement als Einheit auf der Empfängerseite ausgeführt.
Wie in Fig. 2a dargestellt ist, in welcher der Aufbau des
Empfängers gemäß einer Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung wiedergegeben
ist, werden die Daten in Form eines tonfrequenten
Signals über eine Fernsprechleitung übertragen und an
der Anschlußstelle 20 empfangen, welche einen Eingang an
dem Empfänger darstellt. Das auf diese Weise empfangene, tonfrequente
Signal wird einem MODEM 21 zugeführt, durch welches
das tonfrequente Signal in das binäre Bildsignal demoduliert
wird, das in Form von Kodes ausgedrückt ist. Ein
solches verdichtetes binäres Bildsignal wird einer Dekompressionseinrichtung
22 zugeführt, welche dann das binäre
Bildsignal vor der Verdichtung als Ausgang an einen
Schreibpuffer 23 abgibt.
Der Schreibpuffer 23 kann Daten für eine Anzahl ganzer Abtastlängen,
z. B. im Fall der hier beschriebenen Ausführungsform
von vier Abtastlängen speichern. Die Information
in dem Schreibpuffer 23 wird an eine Verwürfelereinrichtung in Form eines willkürlichen
Austauschers 24 abgegeben, in welchem Bildelementinformationen
zwischen Abtastzeilen ausgetauscht werden, und die ausgetauschten
Informationen werden nunmehr in einem weiteren
Schreibpuffer 25 gespeichert. Der Ausgang des Schreibpuffers
25 wird über eine Ansteuerstufe 26 an einen Aufzeichnungskopf
29 abgegeben, so daß ein wiedergegebenes Bild auf
der Oberfläche eines Aufzeichnungsmaterials 27 gebildet
wird, welches mittels Zuführrollen 28 in der durch einen
Pfeil angegebenen Richtung bewegt wird.
In Fig. 2b ist der Aufbau einer Ausführungsform des in der
Ausführungsform der Erfindung verwendeten, willkürlichen
Austauschers 24 dargestellt. Der willkürliche Austauscher 24
weist mehrere UND-Glieder A 1 bis A 20, ODER-Glieder R 1 bis
R 10, Flip-Flops BM 1 bis BM 4, einen 1/2-Wahrscheinlichkeitssignal-
Generator 31 und eine Zeitsteuereinrichtung 30
auf. Hierbei ist einer der Eingänge der Eingangs-UND-Glieder
A 1 bis A 4 mit einem entsprechenden Ausgang von vier
Ausgängen des Schreibpuffers 23 verbunden. Der zweite Eingang
jedes der UND-Glieder A 1 bis A 4 ist mit einem Anschluß
a der Zeitsteuereinrichtung 30 verbunden, während
deren Ausgänge mit entsprechenden Eingängen der ODER-Glieder
R 1 bis R 4 verbunden sind.
Die Ausgänge der ODER-Glieder R 1 bis R 4 sind mit einem K-Anschluß
des jeweiligen Flip-Flops der vier J-K-Flip-Flops
BM 1 bis BM 4 verbunden, welche gleichzeitig einen 4-Bit-Speicher
bilden. Die anderen J-Anschlüsse dieser Flip-Flops
BM 1 bis BM 4 sind mit Anschlüssen b bis e der Zeitsteuereinrichtung 30 verbunden.
Der Q-Ausgang des Flip-Flops BM 1 ist mit einem Eingang von
UND-Gliedern A 5 und A 6 und eines Ausgangs-UND-Gliedes A 7
verbunden. Der Q-Ausgang des Flip-Flops BM 2 ist mit einem
Eingang von UND-Gliedern A 7 bis A 10 und eines Ausgangs-UND-Gliedes
A 18 verbunden. In ähnlicher Weise ist der Q-Ausgang
des Flip-Flops BM 3 mit einem Eingang von UND-Gliedern A 11
bis A 14 und eines Ausgangs-UND-Gliedes A 19 verbunden. Darüber
hinaus ist der Q-Ausgang des Flip-Flops BM 4 mit einem
Eingang von UND-Gliedern A 15 und A 16 und eines Ausgangs-UND-Gliedes
A 20 verbunden. Ein Eingang des ODER-Gliedes
R 5 ist mit dem Ausgang des UND-Glieds A 5 und dessen anderer
Eingang ist mit dem Ausgang des UND-Gliedes A 8 verbunden;
sein Ausgang ist mit dem anderen Eingang des ODER-Gliedes
R 1 verbunden. Die Ausgänge der UND-Glieder A 7 und
A 8 sind mit den entsprechenden Eingängen des ODER-Gliedes
R 6 verbunden, dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang des
ODER-Gliedes R 2 verbunden ist. Ein Eingang des ODER-Gliedes
R 7 ist mit dem Ausgang des UND-Gliedes A 9 und dessen
anderer Eingang ist mit dem Ausgang des UND-Gliedes A 12
verbunden; der Ausgang des ODER-Gliedes R 7 ist mit dem
dritten Eingang des ODER-Gliedes R 2 verbunden. Die Ausgänge
von UND-Gliedern A 10 und A 11 sind mit den entsprechenden
Eingängen eines ODER-Gliedes R 8 verbunden, dessen Ausgang
mit einem zweiten Eingang des ODER-Gliedes R 3 verbunden
ist. Die beiden Eingänge des ODER-Gliedes R 9 sind jeweils
mit dem entsprechenden Ausgang des UND-Gliedes A 13 und
A 16 verbunden, und sein Ausgang ist mit dem verbleibenden
dritten Eingang des ODER-Gliedes R 3 verbunden. Die Ausgänge
von UND-Gliedern A 14 und A 15 sind mit den entsprechenden
Eingängen des ODER-Gliedes R 10 verbunden, dessen Ausgang
mit dem zweiten Eingang des ODER-Gliedes R 4 verbunden ist.
Ferner weist der 1/2-Wahrscheinlichkeitssignalgenerator 31
zwei Eingänge auf, die mit entsprechenden Eingangsanschlüssen
f und g der Zeitsteuereinrichtung 30 verbunden
sind. Ein Eingang des Signalgenerators 30 ist jeweils mit
den verbleibenden Eingängen der UND-Glieder A 5, A 7, A 9,
A 11, A 13 und A 15 verbunden, während sein anderer Ausgang,
welcher ein invertiertes Signal des über den anderen Ausgang
abgegebenen Signals ist, mit den verbleibenden Eingängen
der UND-Glieder A 6, A 7, A 10, A 12, A 14 und A 16 verbunden
ist. Außerdem ist der Anschluß h der Zeitsteuereinrichtung
30 jeweils mit dem verbleibenden Eingang der Ausgangs-UND-Glieder
A 17 bis A 20 verbunden, deren Ausgänge
parallel mit einem Schreibpuffer 25 verbunden sind, so daß
4-Bit-Daten, d. h. eine Datenmenge für jede Abtastzeile
abgegeben werden kann.
Während des Betriebs werden entsprechend den Impulsen, die
von den Anschlüssen a und b bis e abgegeben werden, vier
binäre Bilddaten bis , welche an derselben Adresse
in vier getrennten und parallelen Abtastzeilen angeordnet
sind und die jeweils die Bildinformationen eines einzelnen
Bildelementes darstellen, über die UND-Glieder A 1 bis A 4
und die ODER-Glieder R 1 bis R 4 in den entsprechenden Flip-Flops
BM 1 bis BM 4 gehalten. Dann werden die laufenden Inhalte
und der Flip-Flops BM 1 und BM 2 mit der Wahrscheinlichkeit
von 1/2 durch die Kooperation zwischen den
UND-Gliedern A 5 bis A 8, den ODER-Gliedern R 5 und R 6 und
dem 1/2-Wahrscheinlichkeitssignalgenerator 31 ausgetauscht.
Dann werden die laufenden Inhalte und der Flip-Flops
BM 2 und BM 4 mit der Wahrscheinlichkeit von 1/2 durch das
Zusammenwirken zwischen den UND-Gliedern A 9 bis A 12, den
ODER-Gliedern R 7 und R 8 und dem 1/2-Wahrscheinlichkeitssignalgenerator
31 ausgetauscht. Dann werden die laufenden Inhalte
und der Flip-Flops BM 3 und BM 4 mit der Wahrscheinlichkeit von 1/2 durch das Zusammenarbeiten zwischen
den UND-Gliedern A 13 bis A 16, den ODER-Gliedern R 9 und R 10
und dem 1/2-Wahrscheinlichkeitssignalgenerator 31 ausgetauscht.
Unter den vorstehend beschriebenen Umständen wird die Bildelementinformation
in dem Flip-Flop BM 1 mit den Wahrscheinlichkeiten
von 1/2, 1/4 bzw. 1/8 in eines der Flip-Flops
BM 2 bis BM 4 verschoben. In ähnlicher Weise wird die
Bildelementinformation in dem Flip-Flop BM 2 mit den
Wahrscheinlichkeiten von 1/2, 1/4 bzw. 1/8 in eines der
Flip-Flops BM 1, BM 3 und BM 4 verschoben. Die Bildinformation
in dem Flip-Flop BM 3 wird mit den Wahrscheinlichkeiten
von 1/2 bzw. 1/4 in eines der Flip-Flops BM 2 und
BM 4 verschoben. Die Bildelementinformation in dem Flip-Flop
BM 4 wird mit der Wahrscheinlichkeit von 1/2 in das
Flip-Flop BM 3 geschoben.
Als nächstes werden die laufenden Inhalte des Flip-Flops
BM 3 und die laufenden Inhalte des Flip-Flops
BM 4 mit der Wahrscheinlichkeit von 1/2 durch das Zusammenwirken
zwischen den UND-Gliedern A 13 bis A 16, den ODER-Gliedern
R 9 und R 10 und dem 1/2-Wahrscheinlichkeitssignalgenerator
31 ausgetauscht. In ähnlicher Weise werden die
laufenden Inhalte des Flip-Flops BM 2 und die laufenden
Inhalte des Flip-Flops BM 3 mit der Wahrscheinlichkeit
von 1/2 ausgetauscht, und schließlich werden die laufenden
Inhalte des Flip-Flops BM 1 und die laufenden Inhalte des Flip-Flops BM 2 mit der Wahrscheinlichkeit von 1/2
ausgetauscht.
Nach Beendigung der vorbeschriebenen Austauschfolge wird
ein Abtastsignal von dem Anschluß h der Zeitsteuereinrichtung
30 aus an einen Eingang jedes der Ausgangs-UND-Glieder
A 17 bis A 20 angelegt, so daß die laufenden Inhalte in
den Flip-Flops BM 1 bis BM 4 als Ausgänge i bis l des willkürlichen
Verteilers 25 erscheinen, welche dann an den
Schreibpuffer 25 angelegt werden.
Wie vorstehend beschrieben, hat nach Durchführung der ersten
Hälfte des Austauschvorgangs jedes der Flip-Flops
BM 1 bis BM 4 die folgende Wahrscheinlichkeit, die Eingangs-
Bildelementinformation bis zu speichern.
Andererseits hat bei Durchführung der letzten Hälfte des
Austauschvorgangs jeder der Ausgänge i bis l des willkürlichen
Verteilers 24 die folgende Wahrscheinlichkeit, eine
der 1 bis 4 zu haben.
Wie oben beschrieben, werden die Bildelementinformationen
bis in ihrer Lage bezüglich der Unterabtastrichtung
ausgetauscht, und jeder Austauschvorgangv wird auf der Basis
der Impulse zugeführt, die von den Anschlüssen a bis h
der Zeitsteuereinrichtung 30 aus zugeführt werden, wobei
diese Impulse in Fig. 2c dargestellt sind. Der Impuls a ist
ein Ansteuersignal, welches die Aufgabe hat, die Bildelementinformation
bis , die vorübergehend in dem
Schreibpuffer 23 gespeichert ist, an die ODER-Glieder R 1
bis R 4 abzugeben, und er hat folglich die Funktion als ein
Bildsynchronisierimpuls. Die Impulse b bis e sind Zeitsteuerimpulse
für den Datenaustauschvorgang, und alle diese Impulse
werden gleichzeitig "1", wenn die Bildelementdaten
bis in den Flip-Flops BM 1 bis BM 4 zu speichern
sind.
Danach werden die Speicheraustausch-Ansteuerimpulse p bis
e in entsprechender Weise an die Flip-Flops BM 1 bis BM 4 angelegt,
so daß ein Datenaustausch nacheinander zwischen
den Flip-Flops BM 1 und BM 2, BM 2 und BM 3, BM 3 und BM 4, BM 4
und BM 3, BM 3 und BM 2 sowie BM 2 und BM 1 durchgeführt wird.
Wenn beide Impulse b und c "1" sind, wird der Ausgang des
ODER-Gliedes R 5 dem Flip-Flop BM 1 zugeführt, und gleichzeitig
wird der Ausgang von dem ODER-Glied R 6 dem Flip-Flop
BM 2 zugeführt. Eine ähnliche Beziehung gilt zwischen
den Impulsen d und e und den Flip-Flops BM 3 und BM 4.
Die Impulse f und g werden dem 1/2-Wahrscheinlichkeitssignalgenerator
31 zugeführt. Diese Impulse haben dieselbe
Frequenz und dasselbe Impulstastverhältnis von 50%; jedoch
sind sie um 90° in der Phase verschoben. Folglich ist die
Wahrscheinlichkeit, daß die beiden Impulse f und g den
gleichen Pegel haben, 50%, was auch bezüglich der Wahrscheinlichkeit
gilt, daß die Impulse f und g unterschiedliche
Pegel haben. Wenn die beiden Impulse f und g denselben
Pegel haben, wird eine "1" an die UND-Glieder A 5 und A 7
(und auch an die UND-Glieder A 9, A 11, A 13 und A 15) und eine
"0" an die UND-Glieder A 7 und A 9 (und auch an die UND-Glieder
A 11, A 13, A 15 und A 17) von dem 1/2-Wahrscheinlichkeitssignalgenerator 31 aus angelegt.
Die in dem Flip-Flop BM 1 gespeicherten Daten werden an die
UND-Glieder A 5 und A 6 abgegeben, und gleichzeitig werden
die in dem Flip-Flop BM 1 gespeicherten Daten an die UND-Glieder
A 7 und A 8 abgegeben. Ferner werden die Ausgänge von
den UND-Gliedern A 5 und A 8 an das ODER-Glied R 5 abgegeben,
dessen Ausgang über das ODER-Glied R 1 dem Flip-Flop
BM 1 zugeführt wird; andererseits werden die Ausgänge von
den UND-Gliedern A 6 und A 7 an das ODER-Glied R 6 abgegeben,
dessen Ausgang über das ODER-Glied R 6 an das Flip-Flop
BM 2 abgegeben wird. Wenn unter diesen Umständen
die Impulse f und g beide denselben Pegel haben,
werden die Daten von dem Flip-Flop BM 1 zu dem Flip-Flop
BM 1 und die Daten von dem Flip-Flop BM 2 ebenfalls zu dem
Flip-Flop BM 2 zurückgeleitet, so daß kein Datenaustausch
stattfindet, während, wenn die Impulse f und g verschiedene
Pegel haben, die Daten von dem Flip-Flop BM 1 dem Flip-Flop
BM 2 und die Daten von dem Flip-Flop BM 2 dem Flip-Flop
BM 1 zugeführt werden, wodurch ein Datenaustausch stattfindet.
Ähnliches gilt für den Datenaustausch zwischen den
Flip-Flops BM 2 und BM 3 sowie zwischen den Flip-Flops BM 3
und BM 4.
Entsprechend der vorbeschriebenen Arbeitsweise werden Bildelementdaten
willkürlich in der Unterabtastrichtung oder
zwischen verschiedenen Abtastzeilen ausgetauscht, wie am
besten in dem unteren Teil der Fig. 2c dargestellt ist. Ferner
erhält der Schreibpuffer 25 ein binäres Bildsignal, welches
aus einem zeilenabhängigen durch das Zitterverfahren
verarbeiteten Signal in ein punktabhängiges, durch das
Zitterverfahren verarbeitetes Signal gedehnt wird. Ein derartiges
schaltungspunktumgesetztes, binäres Bildsignal wird
dann an den Aufzeichnungskopf 29 angelegt.
Nunmehr werden weitere Ausführungsformen und Abwandlungen
der Erfindung im einzelnen beschrieben. In der vorstehend
beschriebenen Ausführungsform ist zur Schaffung des willkürlichen
Austauschers 24 eine Kombination aus
logischen Elementen verwendet. Statt dessen kann auch ein
Rechner oder ein Mikroprozessor, wie beispielsweise ein
LSI-Prozessor verwendet werden. Beispielsweise kann ein
Festwertspeicher verwendet werden, welcher die Informationen
in der Reihenfolge und/oder Art und Weise speichert, in
welcher Bildelementdaten in einer vorbestimmten Art willkürlich
oder regelmäßig ausgetauscht oder wieder angeordnet
werden, und dann werden die Bildelementdaten, und zwar
eines von jeweils einer vorbestimmten Anzahl Abtastzeilen
in derselben Adresse, aus dem Puffer 23 ausgelesen,
und ihre Stellen werden entsprechend der Austauschinformation
von dem Festwertspeicher vertauscht. Die auf diese
Weise getauschten Daten werden dann für eine Aufzeichnung
in den Puffer 23 zurückgebracht. Das vorbeschriebene
Verfahren kann für jede der folgenden Adressen
wiederholt werden. In diesem Fall kann einer der Puffer
23 oder 25 entfallen.
Eine andere Ausführungsform des Signalgenerators 31 ist
eine Verknüpfung eines Rauschgenerators und eines Rauschsignal-
Binärsignal-Umsetzers. In diesem Fall werden ein
binär umgesetztes Rauschsignal und dessen invertiertes
Signal an die beiden Eingänge jeder der UND-Glieder A 5 bis
A 16 angelegt. Hierbei sollten die Impulse f und g jeweils
verschiedene Frequenzen aufweisen.
Ferner findet in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
der Austausch von Bildelementdaten zwischen verschiedenen
Abtastzeilen in beliebiger Weise statt; jedoch sollte
die Erfindung nicht auf diese Art beschränkt sein, sondern
sie ist auch bei einem zyklischen oder regelmäßigen
Austauschvorgang anwendbar. Jedoch gilt auch hier, daß, um
gestreifte Erscheinungsbilder auf einem wiedergegebenen
Bild so weit wie möglich zu vermeiden, besser willkürlich
zumindest entweder sendeseitig eine Änderung der
Schwellenwertspannung oder empfangsseitig das Austauschen
von Bildelementdaten durchgeführt wird. Darüber hinaus
kann beim Umsetzen eines analogen Bildsignals in ein binäres
Bildsignal das bekannte Schwellenwertspannungs-Einstellverfahren
angewendet werden, gemäß welchem eine
Schwellenwertspannung automatisch in Abhängigkeit von der
Anzahl oder dem Bereich von "schwarzen" Bildelementen für
eine vorbestimmte Abtaststrecke oder Fläche festgelegt
wird.
In der oben beschriebenen Ausführungsform bilden vier aufeinanderfolgende
Abtastzeilen eine Gruppe und die Schwellenwertspannung
wird von einer Zeile zur anderen geändert,
wobei Bildelementdaten zwischen Abtastzeilen in derselben
Gruppe ausgetauscht werden. Jedoch können statt vier auch
zwei oder mehr Abtastzeilen gewählt werden, welche eine
derartige Gruppe bilden. Auch kann eine Änderung der
Schwellenwertspannung für jeweils zwei oder mehr Abtastzeilen
durchgeführt werden. Außerdem kann ein Austauschen
von Bildelementdaten statt zwischen zwei Abtastzeilen wie
in der vorbeschriebenen Ausführungsform auch zwischen drei
oder mehr verschiedenen Abtastzeilen gleichzeitig durchgeführt
werden.
Wie oben im einzelnen beschrieben, wird gemäß der Erfindung
nur in der Unterabtastrichtung zumindest die Schwellenwertspannung
oder der analoge Bildinformationspegel bezüglich
der anderen Größe geändert, um eine Bildschwärzungsgradsteuerung
für eine oder mehrere Abtastzeilen sendeseitig
als eine Einheit durchzuführen. Dann werden empfangsseitig
die Bildelementdaten für eine vorbestimmte Anzahl
von Abtastzeilen zusammengefaßt, um eine Gruppe zu bilden,
und die Bildelementdaten werden in der Unterabtastrichtung
zwischen verschiedenen Abtastzeilen ausgetauscht.
Wenn die Schwellenwertspannung während einer Abtastung entlang
der Hauptabtastrichtung wie in einer Ausführungsform
der Erfindung konstant gehalten wird, ist der Verdichtungsgrad
praktisch der gleiche wie der ohne eine Zitterverarbeitung.
Selbst in dem Fall, wo die Länge einer Abtastzeile
für eine A4-große Vorlage 1728 Bildelemente aufweist, kann
die Erfindung bei einem Teil der Abtastzeile oder bei aufgeteilten
Abtastzeilenabschnitten, z. B. 1/2, 1/3, 1/4 usw.
der ganzen Abtastzeile angewendetg werden. Jedoch muß jeder
einzelne Abtastzeilenabschnitt im Vergleich zu dem Schaltungspunktabstand
bei einer Zitterverarbeitung ausreichend
lang sein. Mit anderen Worten, die Länge der Abtastzeile
bei der Erfindung muß wesentlich größer sein als der maximale
Abstand bei der Schwellenwertpegeländerung entlang
der Hauptabtastrichtung bei dem herkömmlichen Zitterverfahren,
und er kann so groß wie die maximale Länge sein,
welche in dem in Frage stehenden System übertragen und empfangen
werden kann, was im allgemeinen durch die tatsächliche
Länge der Bildsensoranordnung festgelegt ist.
Claims (9)
1. Digitales Faksimile-Übertragungssystem, mit welchem
Farbtonunterschiede darstellbar sind, mit einem Sender,
einem Empfänger und einer Übertragungsleitung zum Verbinden
des Senders und des Empfängers, wobei der Sender
eine Analog-Digital-Datenumsetzeinrichtung aufweist, um
analoge Bilddaten, die durch photoelektrisches Abtasten
einer Vorlage erhalten worden sind, unter Verwendung
eines mehrpegeligen Schwellenwertes in binäre Bilddaten
umzuwandeln, und eine Datenverdichtungseinrichtung zum
Verdichten der binären Bilddaten aufweist, um eine Informationsredundanz
zu beseitigen, und wobei der Empfänger
eine Expandereinrichtung zum Expandieren der verdichteten
binären Bilddaten aufweist, welche über die Übertragungsleitung
übertragen worden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) der Pegel des Schwellenwertes für eine vorbestimmte Anzahl binärer Bilddaten geändert wird, so daß jeweils nur ein Schwellenwert des mehrpegeligen Schwellenwertes einer Gruppe von Bilddaten, insbesondere einer eine ganze Abtastzeile wiedergebenden Bilddatengruppe zugeordnet wird, und daß
- b) im Empfänger eine Verwürfelereinrichtung (23, 24) vorgesehen ist, welche Bilddaten in einer Bilddatengruppe mit Bilddaten in einer anderen Bilddatengruppe verwürfelt.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Übertragungsleitung eine
Fernsprechleitung ist, und daß entweder der Sender
oder der Empfänger ein MODEM (12; 21) aufweist, um
eine Umsetzung von den binären Bilddaten in tonfrequente
Signale durchzuführen, die sich für eine Übertragung
über die Fernsprechleitung eignen.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Analog-Digital-Datenumsetzeinrichtung
einen Schwellenspannungsgenerator
(8) aufweist, welcher einen mehrpegeligen Schwellenwert
erzeugt, dessen Pegel für die Abtastzeile in der
Hauptabtastrichtung konstant gehalten wird.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwellenspannungsgenerator
(8) zyklisch verschiedene Schwellenwertpegel erzeugt.
5. System nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schwellenspannungsgenerator
(8) ein Schieberegister (31) aufweist, dessen
Ausgänge jeweils mit der Steuerelektrode eines Halbleiterschalters
(32₁ bis 32₄) verbunden sind, welche jeweils
zwischen dem Eingang (b) eines Vergleichers (9) und
einem Schaltungspunkt eines Spannungsteilers (33) geschaltet
sind, wobei das Schieberegister (31) an seinem Eingang
Zeilensynchronisierimpulse erhält.
6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verwürfelereinrichtung (23,
24) einen Puffer (23) zum vorübergehenden Speichern einer
vorbestimmten Anzahl von Gruppen binärer Bilddaten, die
von der Datenverdichtungseinrichtung (22) aus zugeführt
worden sind, und einen Austauscher (24) aufweist, um die
binären Bilddaten in derselben Adresse zwischen der vorbestimmten
Anzahl Gruppen auszutauschen.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Austauscher (24) die binären
Bilddaten willkürlich austauscht.
8. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Austauscher die binären Bilddaten
zyklisch austauscht.
9. System nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Austauscher einen
Rechner aufweist, um die Art des Austausches der binären
Bilddaten zu steuern.
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