DE3202155C2 - - Google Patents

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.

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.