DE3628349A1 - System zur verarbeitung von signalen nach einem pyramiden-algorithmus in realzeit - Google Patents
System zur verarbeitung von signalen nach einem pyramiden-algorithmus in realzeitInfo
- Publication number
- DE3628349A1 DE3628349A1 DE19863628349 DE3628349A DE3628349A1 DE 3628349 A1 DE3628349 A1 DE 3628349A1 DE 19863628349 DE19863628349 DE 19863628349 DE 3628349 A DE3628349 A DE 3628349A DE 3628349 A1 DE3628349 A1 DE 3628349A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- samples
- sample
- signal
- input
- stream
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/20—Image preprocessing
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C13/00—Arrangements for influencing the relationship between signals at input and output, e.g. differentiating, delaying
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
- H04N19/63—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding using sub-band based transform, e.g. wavelets
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/24—Systems for the transmission of television signals using pulse code modulation
- H04N7/52—Systems for transmission of a pulse code modulated video signal with one or more other pulse code modulated signals, e.g. an audio signal or a synchronizing signal
- H04N7/54—Systems for transmission of a pulse code modulated video signal with one or more other pulse code modulated signals, e.g. an audio signal or a synchronizing signal the signals being synchronous
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/42—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by implementation details or hardware specially adapted for video compression or decompression, e.g. dedicated software implementation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Algebra (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Television Systems (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Signalverarbeitungssystem,
das in Realzeit Signale nach einem hierarchischen Pyramiden-
Algorithmus verarbeitet, um ein zeitliches Signal,
das in Form einzelner Abfrageproben vorliegt und eine
Informationskomponente mit einer oder mehreren Dimensionen
definiert, zu zerlegen (Analyse) und/oder zusammenzusetzen
(Synthese). Das Signalverarbeitungssystem nach
der Erfindung zeichnet sich speziell dadurch aus, daß
es eine Multiplextechnik benutzt, um den apparativen
Aufwand (Hardware), der zur Realisierung des System erforderlich
ist, wesentlich zu vermindern.
Hinsichtlich der bisherigen Technik sei auf eine gleichzeitig
laufende, auf die Erfinder Carlson u. a. zurückgehende
Patentanmeldung verwiesen (anmelderseitiges Aktenzeichen:
RCA 79,870), die eine nach einem hierarchischen
Pyramiden-Algorithmus arbeitende Realzeit-Signalverarbeitungseinrichtung
offenbart, welche eine Pipeline-Architektur
verwendet, um in verzögerter Realzeit das Frequenzspektrum
einer n-dimensionalen Informationskomponente
(mit n als einer gegebenen ganzen Zahl gleich mindestens
1), die durch ein in Proben abgefragtes zeitliches Signal
definiert ist, zu zerlegen und aus dem zerlegten Frequenzspektrum
wiederum ein solches abgefragtes zeitliches
Signal in verzögerter Realzeit zusammenzusetzen. Bei dem
erwähnten Spektrum kann es sich z. B. um das zweidimensionale
Raumfrequenzspektrum eines Fernsehbildes handeln,
das durch ein abgefragtes Videosignal definiert ist. Die
Signalverarbeitungseinrichtung nach der genannten Carlson-
Anmeldung ist fähig, hierarchische Pyramiden-Algorithmen
durchzuführen, wie etwa den von Dr. Peter J. Burt entwickelten
Algorithmus (im folgenden als "Burt-Pyramide"
bezeichnet), und zwar mit Hilfe einer Anordnung, die eine
relativ große Anzahl von Stufen aufweist. Jede Stufe enthält
eine digitale Faltungsfilter- und Dezimierschaltung
und/oder eine Erweiterungs- und Interpolationsfilterschaltung,
von denen jede einen Strom von Signalproben verarbeitet.
Wie in der genannten Carlson-Anmeldung offenbart,
ist der notwendige Gesamtaufwand an Hardware für die Struktur
aller dieser Stufen ziemlich groß und daher relativ
teuer.
Zur Literatur sei ferner auf die Seiten 79-88 des Buchs
"Multirate Digital Signal Processing" von C. Rochiere
u. a. verwiesen (erschienen 1983 im Verlag Prentice Hall,
Inc.), wo die Verwendung von Mehrphasenkomponentenfiltern
zur Dezimierung und Interpolation bei ganzzahligen Änderungen
der Abfragefrequenz (Probenrate) beschrieben ist.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Multiplextechnik
gerichtet, die es einer einzigen Hardware-Stufe erlaubt,
alle Funktionen durchzuführen, die bisher durch eine Vielzahl
von Stufen einer mit Pyramiden-Algorithmus arbeitenden
Zerlegungseinrichtung (Pyramiden-Analysator) oder
Syntheseeinrichtung (Pyramiden-Synthetisierer) durchgeführt
wurden. Wie beim Stand der Technik wird die Erfindung
in einem zeitsynchronisierten System benutzt, das
eine Einrichtung enthält, um in verzögerter Realzeit ein
in Proben abgefragtes erstes Zeitsignal entsprechend einer
Menge vorbestimmter Verarbeitungs-Kenngrößen in ein zweites,
ebenfalls in Probenform vorliegendes Zeitsignal umzuwandeln.
Die Proben, aus denen eines dieser beiden Signale
besteht, definieren eine n-dimensionale Informationskomponente,
wobei n eine gegebene ganze Zahl von mindestens
dem Wert 1 ist. Die Proben, aus denen das andere der beiden
Signale besteht, definieren jedes einer gegebenen
Mehrzahl getrennter Teilspektren des Frequenzspektrums
der n-dimensionalen Informationskomponente. Jedes derjenigen
Teilspektren, die unterhalb des höchstfrequenten
Teilspektrums liegen, hat eine Probendichte, die ein bestimmtes
Untervielfaches (ganzzahliger Bruchteil) der
Probendichte des jeweils nächst-höherfrequenten Teilspektrums
ist. Außerdem erscheinen die Proben jedes der Teilspektren
in der Zeitdomäne jeweils mit einer Folgefrequenz
(Probenrate), die direkt proportional der Probendichte
des betreffenden Teilspektrums ist.
Gemäß der Erfindung weist die Einrichtung des zeitsynchronisierten
Systems eine im Multiplex betriebene Stufe
auf, die auf angelegte Taktsignale anspricht. Diese multiplexbetriebene
Stufe enthält eine Verarbeitungseinrichtung
für Signale in Probenform mit einem Eingang und einem
Ausgang, eine Multiplexiereinrichtung und eine Einrichtung
zur wiederholten Erzeugung einer gegebenen Gruppe
zeitsynchronisierter Steuersignale, wobei die Steuersignale
jeder Gruppe zum seriellen Anlegen an die Multiplexiereinrichtung
bestimmt sind. Die Verarbeitungseinrichtung
weist mindestens einen Eingang und mindestens
einen Ausgang auf und hat die erwähnte Menge vorbestimmter
Verarbeitungs-Kenngrößen. Die Multiplexiereinrichtung
legt wahlweise, unter Steuerung durch die gegebene und
ihr seriell angelegte Gruppe zeitsynchronisierter Signale,
das erste Signal oder das Ausgangssignal der Verarbeitungseinrichtung
an den Eingang der Verarbeitungseinrichtung.
Die vorbestimmten Verarbeitungs-Kenngrößen der Verarbeitungseinrichtung
sind so, daß das zweite Signal als ein
Ausgangssignal der multiplexbetriebenen Stufe erhalten
wird, nachdem die Gruppe der Steuersignale wiederholt erzeugt
worden ist, wobei die Anzahl der wiederholten Erzeugungen
eine lineare Funktion der gegebenen Anzahl der
Teilspektren ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen
anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1, 1a und 1b zeigen drei zum Stand der Technik
gehörende Ausführungsformen eines in Realzeit
arbeitenden Signalverarbeitungssystem mit Pyramiden-
Algorithmen (Pyramiden-Signalverarbeitungssystem);
Fig. 2, 3 und 4 zeigen drei Ausführungsformen eines
im Multiplex betriebenen Realzeit-Pyramiden-Signalverarbeitungssystems
gemäß der Erfindung;
Fig. 5a veranschaulicht in einem Zeitdiagramm ein bevorzugtes
Zeitmultiplex-Format für Signalproben, wie
sie von der Ausführungsform nach Fig. 2 geliefert
werden, geeignet für eine Informationskomponente
mit nur einer Dimension;
Fig. 5b veranschaulicht in einem Zeitdiagramm ein erstes
bevorzugtes Zeitmultiplex-Format für Signalproben,
wie sie von der Ausführungsform nach Fig. 3 oder
4 geliefert werden, geeignet für eine Informationskomponente
mit nur einer Dimension;
Fig. 5c veranschaulicht in einem Zeitdiagramm ein zweites
bevorzugtes Zeitmultiplex-Format für Signalproben,
wie sie von der Ausführungsform nach Fig. 3 oder
4 erzeugt werden, geeignet für eine Informationskomponente
mit zwei Dimensionen;
Fig. 5d zeigt ein alternatives Multiplex-Format, das
anstelle des Formats nach Fig. 5c verwendet
werden kann;
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild des strukturellen Aufbaus
einer im Multiplex betriebenen Stufe des Analysators
im System nach Fig. 2 oder 3, der als Burt-
Pyramiden-Analysator arbeitet;
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer Filterstruktur,
die entweder als Horizontal-Faltungsfilter und
Dezimierschaltung oder als Horizontal-Interpolationsfilter
in der Anordnung nach Fig. 6 arbeiten
kann;
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild einer möglichen Struktur
der im Multiplex betriebenen Stufe des Analysators
nach Fig. 2 oder 3, die als sogenannter FSD-
Pyramiden-Analysator arbeitet (die Abkürzung FSD
steht für Filterung/Subtraktion/Dezimierung);
Fig. 9a und 9b zeigen zwei Ausführungsformen der Horizontal-
Faltungsfilter- und Dezimierschaltung
der multiplexbetriebenen Stufe nach Fig. 4, die
als Burt-Pyramiden-Analysator arbeitet und worin
als Dezimierschaltungen Mehrphasenfilter verwendet
werden;
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild einer strukturellen Ausführungsform
der multiplexbetriebenen Stufe des
Synthetisierers im System nach Fig. 2, 3 oder 4.
Das Verarbeitungssystem nach Fig. 1 enthält einen Burt-
Pyramiden-Analysator 102, d. h. eine nach dem oben erwähnten
Burt′schen Pyramiden-Algorithmus arbeitende Anordnung
zum Zerlegen eines Signals. Der Analysator 102,
der ausführlich in der oben genannten Carlson-Patentanmeldung
beschrieben ist, besteht aus einer Kette oder
"Pipeline" von M einander ähnlichen Umsetzstufen 103-1,
103-2. . . 103-M für Signale, die in Form einzelner Abfrageproben
vorliegen. Jede der Stufen arbeitet mit einer
bestimmten Abfragefrequenz (Probenrate), die durch die
Frequenz individuell angelegter digitaler Taktsignale
CL 1, CL 2. . . CL M bestimmt ist. Die Frequenz des an irgendeine
der Stufen gelegten Taktsignals ist jeweils niedriger
als die Frequenz des an die jeweils vorhergehende
Stufe gelegten Taktes. Vorzugsweise ist die Frequenz jedes
der Takte der Stufen 103-2. . . 103-M ein Untervielfaches
(z. B. die Hälfte) der Taktfrequenz der jeweils unmittelbar
vorhergehenden Stufe. In der nachstehenden Beschreibung
sei davon ausgegangen, daß zwischen den Taktsignalen
CL 1. . . CL M diese bevorzugte Beziehung herrscht.
Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht die Stufe 103-1 aus einer
Faltungsfilter- und Dezimierschaltung 116, einer Verzögerungseinrichtung
118, einer Subtrahierschaltung 120 und
einer Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung
122. Ein eingangsseitiger Strom digitaler Signalproben
G O mit einer Probenrate, die gleich der Frequenz des
Taktsignals CL 1 ist, wird durch die Faltungsfilter- und
Dezimierschaltung 116 geschickt, um einen ausgangsseitigen
Strom digitaler Proben G 1 mit einer Probenrate abzuleiten,
die gleich der Frequenz des Taktsignals CL 2 ist.
G O ist ein abgefragtes Zeitsignal wie z. B. ein Videosignal,
das ein abgetastetes zweidimensionales Bild wie z. B.
ein Fernsehbild darstelle. Der Wert oder Pegel jeder Abfrageprobe
ist gewöhnlich digital durch eine mehrstellige
Binärzahl dargestellt, z. B. eine 8-Bit-Zahl. Das Faltungsfilter
hat eine Tiefpaßfunktion, welche bewirkt,
daß die Mitten-Raumfrequenz jeder durch G 1 dargestellten
Bilddimension halb so groß ist wie die Mitten-Raumfrequenz
der entsprechenden, durch G O dargestellten Dimension.
Gleichzeitig vermindert die Dezimierschaltung die
Probendichte in jeder Dimension um die Hälfte.
Die einzelnen digitalen Signalproben von G O werden über
die Verzögerungseinrichtung 118 auf einen ersten Eingang
der Subtrahierschaltung 120 gegeben. Gleichzeitig werden
die in ihrer Dichte verminderten Digitalproben von G 1 an
die Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung 122
gelegt, welche die Probendichte der G 1-Proben zurück auf
diejenige von G O erhöht. Diese durch Interpolation auf
höhere Dichte vermehrten ("expandierten") G 1-Proben werden
auf den zweiten Eingang der Subtrahierschaltung 120
gegeben. Das Vorhandensein der Verzögerungseinrichtung
118 stellt sicher, daß jedes Paar einer G O-Probe und einer
G 1-Probe, die einander in ihrer räumlichen Position
entsprechen, dem ersten und dem zweiten Eingang der Subtrahierschaltung
120 zeitlich koinzident angelegt werden.
Der ausgangsseitige Strom aufeinanderfolgender Proben L O
von der Subtrahierschaltung 120 definiert die höchste
Raumfrequenz-Oktave in jeder Dimension des abgetasteten
Bildes.
Der Aufbau der zweiten bis M-ten Stufen 103-2. . . 103-M
ist jeweils im wesentlichen der gleiche wie der Aufbau
der ersten Stufe 103-1. Jedoch bearbeitet jede der mit
höheren Ordnungszahlen numerierten Stufen 103-2. . . 103-M
Signale einer jeweils niedrigeren Raumfrequenz und mit
einer jeweils geringeren Probendichte als die unmittelbar
vorhergehende Stufe. Genauer gesagt stellt der Ausgangsstrom
aufeinanderfolgender Proben L 1 die zweithöchste
Oktave von Raumfrequenzen in jeder Bilddimension dar, usw.,
so daß, wie in Fig. 1 angegeben, das mit der Burt-Pyramide
zerlegte Signal aus einzelnen Oktaven-Probenströmen
L O. . . L M-1 besteht (abgeleitet aus der Subtrahierschaltung
jeder der Stufen 103-1. . . 103-M) und aus einem
niedrigfrequenten Restsignal G M (abgeleitet vom Ausgang
der Faltungsfilter- und Dezimierschaltung der Stufe 103-M).
Wegen der Eigenverzögerungen, welche die verschiedenen
Faltungsfilter- und Dezimierschaltungen und die verschiedenen
Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltungen
der Stufen 103-1. . . 103-M bringen, erscheinen die
jeweils einander entsprechenden (d. h. jeweils gleichen
Bildpunkten zugeordneten) Proben der verschiedenen Ausgangssignale
L O. . . L M-1 und G M der Stufen 103-1. . . 103-M
des Analysators 102 nicht gleichzeitig.
Wie in der Fig. 1 gezeigt, werden die Ausgangssignale
L O. . . L M-1 und G M vom Burt-Pyramiden-Analysator 102 über
eine Zeitversatz-Korrektureinrichtung 126 auf Eingänge
eines Burt-Pyramiden-Synthetisierers 124 agegeben. In der
Praxis können eines oder mehrere der Ausgangssignale L O. . .
L M-1 und G M durch geeignete Mittel geändert oder modifiziert
werden, bevor sie zum Synthetisierer 124 geliefert
werden. Jedoch wird in jedem Fall jedes der zeitkorrigierten
und eventuell geänderten Signale L O′. . . L M-1′ und G M ′
an einen Eingang einer zugeordneten Stufe 128-1. . . 128-M
des Synthetisierers 124 gelegt.
Der Synthetisierer 122 bearbeitet die Bildpunkt-Probenströme
L O′. . . L M-1′ und G M ′, um daraus durch Synthese
ein Signal G O′ zusammenzusetzen, das dem Originalsignal
G O entspricht, welches dem Burt-Pyramiden-Analysator 102
angelegt wurde. Im einzelnen wird für diese Synthese der
Rest-Probenstrom G M ′, der mit der niedrigsten Probendichte
auftritt, auf den Eingang einer Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung
130 gegeben, welche die eingangsseitige
Probendichte des Signals G M ′ in jeder der
durch dieses Signal dargestellten Raumdimensionen des
Bildes verdoppelt. Einander entsprechende Bildpunkt-Proben
am Ausgang der Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung
130 und im Probenstrom L M-1′ werden in einem
Addierer 132 summiert (die einander entsprechenden Proben
müssen dort zeitlich koinzident erscheinen). Durch Wiederholung
dieses Prozesses in den nachfolgenden Synthetisierer-
Stufen 128-(M-1). . . 128-1 (deren jede ebenfalls
eine Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung
und einen nachfolgenden Addierer enthält) wird der ausgangsseitige
Probenstrom G O′ gewonnen, der das synthetisierte
zweidimensionale Bild mit der ursprünglichen hohen
Probendichte von G O definiert.
Die einzelnen Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltungen
jeder der Synthetisierer-Stufen 128-M. . .
128-1 führen jeweils eine eigene Zeitverzögerung ein.
Diese Zeitverzögerungen sind kumulativ. Wichtig ist aber,
daß einander entsprechende Bildpunktproben an den beiden
Eingängen des Addierers in jeder Synthetisierer-Stufe 128-M. . .
128-1 zeitlich koinzident erscheinen. Da wegen der
Eigenverzögerungen der Schaltungen im Analysator 102 jede
am L O-Ausgang des Analysators erscheinende Bildpunktprobe
wesentlich früher erscheint als die entsprechende
Bildpunktprobe am G M -Ausgang des Analysators 102, ist es
zur Kompensierung der Eigenverzögerungen im Synthetisierer
notwendig, daß jede am G M ′-Eingang des Synthetisierers 124
erscheinende Bildpunktprobe wesentlich früher erscheint
als die entsprechende Bildpunktprobe am L O′-Eingang des
Synthetisierers. Während also die Zeitverzögerung, die von
der Verzögerungseinrichtung 134-M der Zeitversatz-Korrektureinrichtung
126 eingeführt wird, relativ klein sein
kann (in manchen Fällen sogar gleich 0), muß die von der
Verzögerungseinrichtung 134-0 der Zeitversatz-Korrektureinrichtung
126 eingefügte Zeitverzögerung relativ lang
sein, häufig fast so lang wie die Abtastdauer für ein
Teilbild.
Ein Hauptvorteil der Burt-Pyramide, der ausführlicher in
der oben genannten Carlson-Anmeldung diskutiert ist, besteht
darin, daß mit ihr ein rekonstruiertes Bild, welches
aus den zerlegten Ausgangsbestandteilen L O. . . L M-1
und G M des Analysators syntetisiert wird, möglichst wenig
wahrnehmbare Artefakte durch die Bildverarbeitung erhält.
Nachteilig bei einer Burt-Pyramide ist, daß sie pro Analysatorstufe
eine Erweiterungs- und Interpolationsfilterschaltung
(zusätzlich zu einer Faltungsfilter- und Dezimierschaltung)
benötigt, was sowohl die Kosten als auch
die Kompliziertheit erhöht.
In der genannten Carlson-Anmeldung ist auch ein alternativer
hierarchischer Pyramiden-Analysator beschrieben,
der nur mit Filterung, Subtraktion und Dezimierung arbeitet
und daher abgekürzt als FSD-Pyramiden-Analysator
bezeichnet wird. Dieser Analysator, den die Fig. 1a
zeigt, ist in verschiedener Hinsicht dem Burt-Pyramiden-
Analysator ähnlich. Zum ersten besteht er ebenfalls aus
einer Kette (Pipeline) von einander im wesentlichen gleichen
Umsetzstufen 103-1, 103-2. . . 103-M, die einander im
wesentlichen gleich sind. Zweitens arbeitet jede der einzelnen
Stufen mit einer Probenrate, die durch die Frequenz
eines jeweils individuell angelegten digitalen Taktsignals
CL 1, CL 2. . . CL M bestimmt ist. Drittens ist die Frequenz
des an jede einzelne Stufe gelegten Taktsignals vorzugsweise
ein Untervielfaches der Taktfrequenz für die jeweils
unmittelbar vorhergehende Stufe.
Die spezielle strukturelle Anordnung jedoch, aus denen
jede der Stufen des FSD-Pyramiden-Analysators besteht,
unterscheidet sich etwas von der Struktur jeder Stufe
(z. B. der Stufe 103-1 in Fig. 1) des Burt-Pyramiden-Analysators.
Im einzelnen weist jede Stufe 103-K (mit K einer
beliebigen Zahl zwischen 1 und M) des FSD-Pyramiden-Analysators
nach Fig. 1a ein Faltungsfilter 116 a, eine Dezimierschaltung
(Dezimator) 116 b, eine Verzögerungseinrichtung
118 und eine Subtrahierschaltung 120 auf. Der Synthetisierer
124 nach Fig. 1 kann, wenn er mit einer FSD-
Pyramide verwendet wird, ohne Änderung beibehalten werden.
Das Ausgangssignal des Faltungsfilter 116 a wird (vor seiner
Dezimierung im Dezimator 116 b) auf einen Eingang der
Subtrahierschaltung 120 gegeben. Mit dieser Anordnung entfällt
die Notwendigkeit, eine Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung
in jeder Stufe eines FSD-Pyramiden-
Analysators vorzusehen. Der Fortfall von Expandierungs-
und Interpolationsfilterschaltungen macht sowohl
die Kosten als auch das Maß der Eigenverzögerung für jede
Stufe des FSD-Pyramiden-Analysators nach Fig. 1a wesentlich
geringer als für jede Stufe des Burt-Pyramiden-Analysators
nach Fig. 1.
Die oben erwähnte Carlson-Patentanmeldung stellt auch
die Tatsache heraus, daß es zulässig, aber nicht erforderlich
ist, in der letzten Stufe eines Pyramiden-Analysators
einen Dezimator zu haben. Wie in Fig. 1b dargestellt,
kann der G M -Ausgang der letzten Stufe 103-M entweder
eines Burt-Pyramiden-Analysators oder eines FSD-
Analysators direkt am Ausgang des Faltungsfilters 116 a
abgenommen werden (anstatt über einen Dezimator, wie es
in den Fig. 1 und 1a dargestellt ist). Somit liefert
die Anordnung nach Fig. 1b (die in jeder anderen Hinsicht
die gleiche Struktur wie die Anordnung nach Fig. 1a hat)
ihr G M -Ausgangssignal mit der gleichen Probendichte wie
ihr L M-1-Ausgangssignal anstatt mit einem Untervielfachen
dieser Dichte. Daher ist es in diesem Fall notwendig,
den Synthetisierer 124 nach Fig. 1 insoweit zu modifizieren,
daß eine Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung
nur in der letzten Stufe 128-M des Synthetisierers
weggelassen wird.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Tatsache, daß
die Gesamtanzahl von Proben in L 1+L 2+. . . L M-1+G M niemals
größer sein kann als die Anzahl von Proben in L O,
egal wie groß der Wert von M ist. So wäre im eindimensionalen
Fall (dem ungünstigsten Fall) die Anzahl der
Proben in L 1+L 2. . . + L M-1+G M nur dann gleich der Anzahl
der in L O enthaltenen Proben, wenn M unendlich groß wäre.
Da M aber immer einen endlichen Wert hat, ist die Gesamtanzahl
der Proben in L 1+L 2. . . + L M-1 + G M stets kleiner
als die Anzahl der in L O enthaltenen Proben. Mehr quantitativ
ausgedrückt: die Anzahl der Proben in L 1+L 2. . .
L M-1+G M ist immer kleiner als L O (2 n -1)-1, wobei n die
Anzahl der Dimensionen der durch ein abgefragtes zeitliches
Signal definierten Informationskomponente ist.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen drei verschiedene Ausführungsformen
eines mit Pyramiden-Algorithmus und in Realzeit
arbeitenden Signalverarbeitungssystem gemäß der Erfindung,
das im Multiplex betrieben wird. Jede der drei
Ausführungsformen enthält einen Analysator, der funktionell
ähnlich den Analysatoren nach Fig. 1, 1a und/oder 1b
ist und einen Synthetisierer, der funktionell dem Synthetisierer
nach Fig. 1 gleicht. Der Analysator in der Ausführungsform
nach Fig. 2 enthält eine erste Stufe 230-1 und
eine im Multiplex betriebene Stufe 203-X. Die erste Stufe
203-1 ist strukturell und funktionell völlig gleich mit
der ersten Stufe 103-1 des Burt-Pyramiden-Analysators
nach Fig. 1 oder des FSD-Analysators nach Fig. 1a. Die
im Multiplex betriebene (multiplexierte) Stufe 203-X
(welche die Funktion der Gesamtheit aller Stufen 2 bis
M des Burt-Pyramiden-Analysators oder des FSD-Analysators
nach Fig. 1 bzw. Fig. 1a erfüllt) kann z. B. so aufgebaut
sein, wie es die Fig. 6 oder 8 zeigt und wie es
ausführlich weiter unten beschrieben wird.
Die erste Stufe 203-1, die mit einer Taktfrequenz CL 1
gleich der Probenrate des dieser Stufe angelegten Eingangssignals
G O arbeitet, leitet einen seriellen Strom L O von
Proben mit der Taktfrequenz CL 1 ab und außerdem einen
seriellen Strom G 1 von Proben mit einer Probenrate, die
wie beim Stand der Technik ein bestimmtes Untervielfaches
der Taktfrequenz CL 1 ist. Das G 1-Ausgangssignal der ersten
Stufe 203-1 wird als ein Eingangssignal auf die multiplexbetriebene
Stufe 203-X gegeben. Diese Stufe 203-X,
die mit der Taktfrequenz CL 1 arbeitet, leitet als Ausgangssignal
einen einzigen seriellen Strom von Proben ab,
der Proben entsprechend L 1, L 2. . . L M-1 und G M enthält
und mit einer Probenrate gleich CL 1 erscheint.
Der Synthetisierer in der Ausführungsform nach Fig. 2 enthält
eine erste Stufe 228-1 und eine multiplexbetriebene
Stufe 228-X. Die erste Stufe 228-1 entspricht strukturell
und funktionell der ersten Stufe 128-1 des Synthetisierers
nach Fig. 1. Die multiplexbetriebene Stufe 228-X (welche
die Funktion der Gesamtheit aller Stufen 128-2. . . 128-M
des Synthetisierers nach Fig. 1 erfüllt) kann so aufgebaut
sein, wie es in Fig. 10 dargestellt ist und weiter unten
ausführlich beschrieben wird. Die multiplexbetriebene
Stufe 228-X des Synthetisierers verarbeitet einen einzigen
Probenstrom, der aus Proben L 1′, L 2′. . . L M-1′ und G M ′ besteht
und dieser Stufe als Eingangssignal angelegt wird,
in einen ausgangsseitigen Probenstrom G 1′. Dieser Ausgangs-
Probenstrom G 1′ der multiplexbetriebenen Stufe 228-X,
der auf einen Eingang der ersten Stufe 228-1 des Synthetisierers
gegeben wird, erscheint mit dem gleichen bestimmten
Untervielfachen von CL 1 wie der Probenstrom G 1, der
vom Ausgang der ersten Stufe 203-1 des Analysators als
ein Eingangssignal zur multiplexbetriebenen Stufe 203-X
des Analysators gegeben wird. Die erste Stufe 228-1 des
Synthetisierers erhöht ("expandiert") die Probenrate des
ihr angelegten G 1′-Eingangssignals auf die Probenrate,
die das L O′-Eingangssignal dieser ersten Synthetisierer-
Stufe 228-1 hat, und dann werden die derart "expandierten"
G 1′-Proben mit den entsprechenden L O′-Proben addiert,
um das Ausgangssignal G O′ der ersten Synthetisierer-Stufe
228-1 mit einer Probenrate gleich CL 1 zu liefern.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 kommt ohne die erste
Stufe des Analysators aus und läßt stattdessen die multiplexbetriebene
Analysator-Stufe 303-X und die multiplexbetriebene
Synthetisierer-Stufe 328-X mit einer Taktfrequenz
2CL 1 arbeiten (d. h. mit dem Doppelten der mittleren
Probenrate des eingangsseitigen Zeitsignals G O).
Wie ausführlicher weiter unten beschrieben wird, kann
die multiplexbetriebene Analysator-Stufe 303-X in leicht
unterschiedlichen Formen realisiert werden. Bei einer
ersten Realisierungsform erscheinen aufeinanderfolgende
Proben des eingangsseitigen Zeitsignals G O während jeder
zweiten Periode der aufeinanderfolgenden 2CL 1-Taktperioden,
und aufeinanderfolgende Proben des einzigen seriellen
Ausgangs-Probenstroms (der aus Proben L O, L 1. . . L M-1 und
G M besteht) erscheinen während der übrigen 2CL 1-Taktperioden.
Die bevorzugten Realisierungsformen der multiplexbetriebenen
Stufe 303-X, die entweder als Burt-Pyramiden-
Analysator oder als FSD-Analysator arbeiten können,
sind in den Fig. 6 und 8 dargestellt. Die Fig. 10, auf
die weiter unten eingegangen wird, zeigt eine bevorzugte
Realisierungsform der multiplexbetriebenen Stufe 328-X
des Synthetisierers, die aus einem eingangsseitigen einzigen
Probentrom (bestehend aus Proben L O′, L 1′. . . L M-1′
und G M′) ein Ausgangssignal G O′ ableitet.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 ist der Anordnung nach
Fig. 3 insoweit ähnlich, als sie eine einzige multiplexbetriebene
Stufe 403-X verwendet, um das eingangsseitige
abgefragte Zeitsignal G O in Bestandteile L O, L 1. . . L M-1
und G M zu zerlegen, die innerhalb eines einzigen seriellen
Probenstroms erscheinen. Jedoch kann hier, wie es
ausführlicher in den später beschriebenen Fig. 9a und
9b gezeigt ist, die für die horizontale Dimension zuständige
Faltungsfilter- und Dezimierungsschaltung der multiplexbetriebenen
Stufe 403-X des Analysators mit der relativ
niedrigen Taktfrequenz CL 1 arbeiten (anstatt mit
der relativ hohen Taktfrequenz 2CL 1 der multiplexbetriebenen
Stufe 303-X). Dies macht es möglich, auch einige
weitere Elemente der multiplexbetriebenen Stufe 403-X
des Analysators mit der relativ niedrigen Taktfrequenz
CL 1 arbeiten zu lassen. Ansonsten gleicht die multiplexbetriebene
Analysatorstufe 403-X der multiplexbetriebenen
Analysatorstufe 303-X. Außerdem gleicht die multiplexbetriebene
Stufe 428-X des Synthetisierers der multiplexbetriebenen
Syntetisierstufe 328-X.
Die Fig. 5a zeigt ein bevorzugtes Format für die einzelnen
Ausgänge der Stufen 203-1 und 203-X im Falle einer
eindimensionalen Informationskomponente (ungünstigster
Fall) des eingangsseitigen abgefragten Zeitsignals G O,
wobei zu Erläuterungszwecken angenommen ist, daß der
Wert des bestimmten Untervielfachen gleich 1/2 ist und
daß M den Wert 5 hat. Wie in Fig. 5a gezeigt, erscheinen
die einzelnen Proben des LO-Ausgangs der ersten Analysatorstufe
203-1 während jeder der aufeinanderfolgenden
Abfrageperioden (wobei die Abfrageperioden mit einer
Folgefrequenz oder Probenrate aufeinanderfolgen, die
gleich der Taktfrequenz CL 1 ist). Da die Probendichte
von L 1 halb so groß wie diejenige von L O, die Probendichte
von L 2 halb so groß wie diejenige von L 1 usw.
ist, können alle diese Proben, die den seriellen Ausgangs-
Probenstrom der multiplexbetriebenen Analysatorstufe
203-X bilden, untergebracht werden. Im einzelnen
wird bei dem zweckmäßigen Format nach Fig. 5a jede der
ungeradzahligen Abfrage- oder Probenperioden duch eine
L 1-Probe belegt, während die L 2-, L 3-, L 4- und G 5-Proben
die geradzahligen Perioden belegen. Genauer gesagt
werden die Perioden 1, 3, 5. . . von L 1 belegt, die Perioden
2, 6, 10, 14. . . werden von den L 2-Proben belegt,
die Perioden 4, 12, 20. . . werden von L 3-Proben belegt,
die Perioden 8, 24, 40. . . werden von L 4-Proben belegt,
und die Perioden 16, 48, 80. . . werden von G 5-Proben
belegt.
Da für die Fig. 5a die Zahl M angenommenerweise gleich
5 ist, wird ein jedes der ersten 31 Exemplare einer jeden
Gruppe von 32 aufeinanderfolgenden Probenperioden
(d. h. 25 Perioden) durch eine der L 1-, L 2-, L 3-, L 4-
und G 5-Proben belegt. Das 32. Exemplar einer jeden Gruppe
von 32 aufeinanderfolgenden Probenperioden des seriellen
Ausgangs-Probenstroms der multiplexbetriebenen
Analysatorstufe 203-X wird jedoch von keiner Probe belegt.
Dies ist deswegen so, weil die Probendichte im
Rest-Probenstrom G 5 nur halb so hoch wie die Probendichte
der L 4-Proben ist (was sowohl für den bekannten Burt-
Pyramiden-Analysator nach Fig. 1 als auch für den bekannten
FSD-Analysator nach Fig. 1a gilt). Wie jedoch
oben in Verbindung mit Fig. 1b beschrieben wurde, muß
die Probendichte des Restsignals G 5 nicht kleiner sein
als die Probendichte von L 4 (d. h. in diesem Fall besteht
die Notwendigkeit, innerhalb jeder Gruppe von 32 aufeinanderfolgenden
Proben zwei getrennte G 5-Proben unterzubringen).
Die Tatsache, daß die 32. Probenperiode jeder
Gruppe von 32 aufeinanderfolgenden Perioden ansonsten
unbelegt ist, erlaubt es, diese 32. Probenperiode
zu benutzen, eine zweite G 5-Probe in jeder Gruppe von
32 aufeinanderfolgenden Perioden unterzubringen.
Eine Besonderheit des in Fig. 5a gezeigten Probenformates
besteht darin, daß es die zeitliche Verteilung der einzelnen
Proben der Signale L O, L 1, L 2, L 3, L 4 und L 5 erlaubt,
die Proben jeder Gruppe von 32 aufeinanderfolgenden
Probenperioden in bequemer Weise zeitlich und/oder
räumlich der von ihnen definierten Information zuzuordnen
und auch der Information, die in entsprechenden Gruppen
nicht-zerlegter Proben der Informationskomponente definiert
ist, welche durch das abgefragte Eingangs-Zeitsignal
GO bestimmt ist (in Fig. 5a nicht dargestellt).
Die Probenverteilung nach Fig. 5a ist also zweckmäßig,
jedoch nicht wesentlich für die Erfindung.
Aus der Fig. 5a geht auch hervor, daß es bei einer Probenrate
von CL 1 für die multiplexbetriebene Analysatorstufe
nicht möglich ist, zusätzlich zu den L 1-, L 2-, L 3-, L 4-
und G 5-Proben auch noch alle L O-Proben unterzubringen
(so daß es bei einer Probenrate CL 1 notwendig ist, zusätzlich
zu der multiplexbetriebenen Stufe die erste Analysatorstufe
vorzusehen, um die L O-Proben unterzubringen).
Wenn man jedoch gewillt ist, den Preis einer Verdopplung
der Probenrate auf 2CL 1 zu zahlen, kann man einen Analysator
mit nur einer einzigen, multiplexbetriebenen Stufe
verwenden (wie in den Ausführungsformen nach den Fig.
3 und 4), um die Proben aller Signale L O, L 1, L 2, L 3,
L 4 und G 5 in einem einzigen seriellen Ausgangsstrom unterzubringen
(wie es in Fig. 5b gezeigt ist). Bei Verdopplung
der Probenperiode auf 2CL 1 ist es möglich,die
einzelnen L O-Proben nur die Hälfte der Gesamtanzahl aller
Probenperioden belegen zu lassen (anstatt jede der Probenperioden,
wie es der Fall ist, wenn die Probenrate nur
gleich CL 1 ist). Ein Vergleich der beiden in Fig. 5a und
5b gezeigten Verteilungsformate für das Ausgangssignal
der multiplexbetriebenen Analysatorstufe zeigt, daß
die Verteilungsmuster für L O, L 1, L 2, L 3 und L 4 nach
Fig. 5b den Verteilungsmustern für L 1, L 2, L 3, L 4 und L 5
nach Fig. 5a entsprechen. Im Falle der Fig. 5b erscheinen
die G 5-Proben während der 32., der 96., der 160., usw.
Probenperiode. Somit besteht beim Format nach Fig. 5b
jede Gruppe von Proben aus 64 Probenperioden (anstatt
aus nur 32 Probenperioden wie im Falle der Fig. 5a).
Dementsprechend ist in Fig. 5b die jeweils 64. Probenperiode
jeder Gruppe von 64 aufeinanderfolgenden Probenperioden
entweder unbelegt oder durch eine zweite Probe
des G 5-Restsignals belegt. In jeder anderen Hinsicht ist
das Format nach Fig. 5b gleich demjenigen nach Fig. 5a.
Es sei noch einmal darauf hingewiesen, daß sich beide
Formate nach den Fig. 5a und 5b auf eine eindimensionale
Informationskomponente beziehen, wobei das erwähnte
Untervielfache gleich 1/2 ist und M gleich 5 ist.
Das Format nach Fig. 5c gleicht dem Format nach Fig. 5b
darin, daß M gleich 5 ist und daß die Probenfrequenz
gleich 2CL 1 ist (d. h. die multiplexbetriebene Stufe des
Analysators ist so wie der Ausführungsform nach Fig. 3
oder 4). Jedoch ist die Fig. 5c auf den Fall einer zweidimensionalen
Informationskomponente gerichtet (z. B. ein
abgetastetes Fernsehbild), wobei das besagte Untervielfache
einen Wert von 1/4 hat. In diesem Fall bleibt das
Verteilungsmuster der L O-Proben (die alle ungeradzahligen
Probenperioden belegen) beim Format nach Fig. 5c das
gleiche wie beim Format nach Fig. 5b. Da jedoch das Untervielfache
im Falle der Fig. 5c gleich 1/4 ist (anstatt
1/2 wie im Falle der Fig. 5b), ist die Anzahl der
L 1-, L 2-, L 3-, L 4- und G 5-Proben in Fig. 5c nur jeweils
die Hälfte der Anzahl der gleichnahmigen Proben in Fig. 5b.
In Fig. 5c belegt jeweils eine L 1-Probe die Probenperioden
4, 12, 20. . .; jeweils eine L 2-Probe belegt die
Perioden 8, 24, 40. . .; jeweils eine L 3-Probe belegt die
Perioden 16, 48, 80. . .; jeweils eine L 4-Probe belegt
die Perioden 32, 96, 160. . ., und jeweils eine G 5-Probe
belegt die Perioden 64, 192, 320. . .. In Fig. 5c besteht
also jede Gruppe von Proben aus 128 aufeinanderfolgenden
Probenperioden.
Die beiden in den Fig. 5b und 5c gezeigten Formate
der Probenverteilung haben ebenfalls die in Fig. 5a beschriebene
günstige Eigenschaft, daß alle zerlegten Proben
einer Gruppe in bequemer Weise zeitlich und/oder räumlich
dem gleichen Stück der Information der Informationskomponente
des unzerlegten abgefragten Zeitsignals zugeordnet
werden können, das auf den Eingang des Analysators
gegeben wird. Die Erfindung umfaßt jedoch auch andere,
weniger zweckmäßige Proben-Verteilungsmuster, so z. B. das
in Fig. 5d gezeigte Muster. Die Fig. 5d bezieht sich auf
den Fall einer bestimmten Dezimierungsweise in der Verarbeitung
eines horizontal abgetasteten zweidimensionalen
Fernsehbildes. Diese Dezimierung erfolgt im einzelnen
so, daß in jeder Pyramidenstufe zunächst alternierende
Exemplare (d. h. jedes zweite Exemplar) einer jeden horizontalen
Abtastzeile weggenommen werden und dann in der
betreffenden Pyramidenstufe alternierende Abtastzeilen
von Bildpunktproben weggenommen werden. Die Folge ist,
daß es möglich wird, alle übriggebliebenen Bildpunktproben
einer jeden gegebenen Abtastzeile in allen Pyramidenstufen,
die irgendeiner bestimmten Stufe folgen,
innerhalb des Zeitintervalls derjenigen weggenommenen
Abtastzeile unterzubringen, die unmittelbar nach jeder
gegebenen nicht-weggenommenen Abtastzeile dieser bestimmten
Stufe folgt.
Die Fig. 5d gilt für den Fall der Ausführungsform nach
Fig. 3 oder 4 (wo die Probenperioden mit einer Probenrate
von 2CL 1 aufeinanderfolgen und wo das Ausgangssignal der
multiplexbetriebenen Stufe aus einem seriellen Strom besteht,
der die Proben aller Signale L O, L 1. . . L 4 und G 5
enthält). Da in jeder horizontalen Abtastzeile so viele
L O-Proben vorhanden sind wie G O-Proben in dieser Abtastzeile,
wird in Fig. 5d davon ausgegangen, daß jede Abtastzeile
von G O-Proben (die ursprünglich mit einer Probenrate
von CL 1 auftreten) durch einen Datenpresser gelaufen
ist (der einen mit der Probenrate CL 1 arbeitenden
Eingang und einen mit einer Probenrate 2CL 1 arbeitenden
Ausgang hat), so daß am Ausgang dieses Datenpressers
alle G O-Proben einer gegebenen horizontalen Abtastzeile
in ein Zeitintervall gepreßt sind, das nur die
erste Hälfte des Intervalls der gegebenen horizontalen
Abtastzeile ausmacht. Dies erlaubt es, alle L 1-, L 2-. . .
L 4- und G 5-Proben in der zweiten Hälfte des Intervalls
dieser gegebenen horizontalen Abtastzeile so unterzubringen,
wie es das Format nach Fig. 5d zeigt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 bearbeitet die multiplexbetriebene
Analysatorstufe 203-X mit einer Probenfrequenz
CL 1 das bereits dezimierte G 1-Ausgangssignal
der ersten Stufe. In diesem Fall besteht keine Notwendigkeit
für einen Datenpresser, da der L 1-Teil des seriellen
Ausgangsstroms für das Intervall einer jeden gegebenen
nicht-weggenommenen horizontalen Abtastzeile in dieses
Intervall eingepaßt werden kann, während alle aus dem
betreffenden Intervall abgeleiteten L 2-, L 3-. . . L 4- und
G 5-Proben in das Intervall derjenigen weggenommenen horizontalen
Abtastzeile eingepaßt werden können, die dem
genannten Intervall der betreffenen gegebenen nicht-weggenommenen
horizontalen Abtastzeile jeweils unmittelbar
folgt. Daher muß im Falle der Ausführungsform nach Fig. 2
die Fig. 5d derart modifiziert werden, daß erstens an die
Stelle des einzigen gezeigten Horizontalzeilenintervalls
ein Zeitintervall gesetzt wird, das gleich zwei aufeinanderfolgenden
Horizontalzeilenintervallen ist, und daß
zweitens diese beiden Horizontalzeilenintervalle in
Unter-Intervalle aufgeteilt werden, welche die Länge H
(belegt mit L 1), die Länge H 2 (belegt mit L 2), die Länge
3H/4 (belegt mit L 3), die Länge 7H/8 (belegt mit L 4) und
die Länge des Restes R (belegt mit dem Rest G 5) des Intervalls
der weggenommenen Horizontalzeile haben.
Das in Fig. 5d gezeigte Verteilungsformat für die Proben
des seriellen Ausgangstroms der multiplexbetriebenen
Analysatorstufe fällt zwar unter die vorliegende Erfindung
(ebenso wie andere mögliche Probenformate, die nicht
dargestellt sind), es ist jedoch weit weniger zweckmäßig
als die bevorzugten Formate nach den Fig. 5a, 5b und
5c. Der Grund ist, daß bei den bevorzugten Formaten nach
den Fig. 5a, 5b und 5c jede Gruppe zerlegter Proben
L O. . .G 5, die sich zeitlich und/oder räumlich auf dasselbe
Informationsstück bezieht wie entsprechende Gruppen
der G O-Proben, jeweils dieselbe zeitliche Relativposition
gegenüber den anderen Gruppen einnimmt. Dies ist
bei dem Probenformat nach Fig. 5d nicht der Fall (dort
folgt die als erstes erscheinende L 1-Probe der als letztes
erscheinenden L O-Probe in einer ganzen horizontalen
Abtastzeile, die zuerst erscheinende L 2-Probe folgt der
zuletzt erscheinenden L 1-Probe, usw.).
Die Fig. 6 zeigt als Blockschaltbild eine bevorzugte Realisierungsform
einer multiplexbetriebenen Analysatorstufe,
wie sie in einem Verarbeitungssystem in der Ausführungsform
nach Fig. 2 oder 3 verwendet werden kann,
um nach einem Burt-Pyramiden-Algorithmus in Realzeit
ein abgefragtes Digitalsignal zu verarbeiten, das eine
zweidimensionale Informationskomponente definiert, z. B.
ein Fernsehsignal. Das abgefragte, in Form digitaler Abfrageproben
erscheinende Eingangs-Zeitsignal für die
multiplexbetriebene Analysatorstufe nach Fig. 6 entspricht
entweder dem Signal G 1 (im Falle der in Fig. 2 gezeigten
Ausführungsform des Verarbeitungssystems) oder dem Signal
G O (im Falle der Ausführungsform nach Fig. 3). Die
Abfrage- oder Proben-Taktfrequenz (Bildpunkt-Taktfrequenz)
der multiplexbetriebenen Analysatorstufe nach Fig. 6 ist
im Falle eines Verarbeitungssystems nach Fig. 2 gleich
CL 1 und im Falle eines Verarbeitungssystems nach Fig. 3
gleich 2CL 1. Ansonsten ist die in Fig. 6 gezeigte Struktur
für beide in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen
des Verarbeitungssystems gleich.
Die einzelnen Proben des seriellen Probenstroms GEIN und
die einzelnen Proben eines seriellen Probenstroms vom
Ausgang einer Dezimierungs- und Datenpufferschaltung 600
werden mittels eines Zwei-auf-Eins-Multiplexers (abgekürzt
2/1-MUX) 602 zu einem einzigen seriellen Probenstrom
verzahnt, der als Eingangssignal sowohl an eine horizontale
Faltungsfilter- und Dezimierungsschaltung 604 wie
auch an eine Verzögerungseinrichtung 606 geliefert wird.
Der verzögerte serielle Probenstrom vom Ausgang der Verzögerungseinrichtung
606 wird an einen Plus-Eingang (+)
einer Subtrahierschaltung 608 gelegt.
Die horizontale Faltungsfilter- und Dezimierungsschaltung
604 ist vorzugsweise so ausgebildet, wie es in Fig. 7
dargestellt ist, wobei ihr Betrieb der a-Alternative
folgt, wie es ausführlicher weiter unten beschrieben wird.
In jedem Fall werden die Proben, die am Ausgang der horizontalen
Faltungsfilter- und Dezimierungsschaltung 604
erscheinen, auf den Eingang eines vertikalen Faltungsfilters
610 gegeben, dessen Funktion und Aufbau herkömmlicher
Art sind. Der am Ausgang dieses vertikalen
Faltungsfilters 610 erscheinende serielle Probenstrom
wird dann zu einem Eingang der Dezimierungs- und Datenpufferschaltung
600 und auf einen ersten Eingang einer
Zeilen-Expandierungsschaltung 612 gegeben, die als Zwei-
auf-Eins-Multiplexer arbeitet und im folgenden als "2/1-
MUX-Zeilenexpander" bezeichnet wird. Der Expander 612,
der an einem zweiten Eingang ein Digitalsignal empfängt,
das den Wert Null definiert, wird durch ein Zeilentaktsignal
mit Abtastzeilenfrequenz gesteuert, um alternierende
Abtastzeilen des vom Ausgang des vertikalen Faltungsfilters
610 kommenden Probenstroms mit Abtastzeilen
aus Nullwert-Proben zu verzahnen. Der so verzahnte serielle
Ausgangs-Probenstrom des Expanders 612 wird nach
Interpolation durch ein vertikales Interpolationsfilter
614 auf einen ersten Eingang eine 2/1-MUX-Bildpunktexpanders
616 gegeben. Der Expander 616, der mit der
Bildpunkt-Taktfrequenz arbeitet, verzahnt die aus dem
Interpolationsfilter 614 kommenden Proben einzeln mit
jeweils einer Nullwert-Probe, die einem zweiten Eingang
des Expanders 616 angelegt wird. Der serielle Ausgangs-
Probenstrom vom Expander 616 wird nach Interpolation
durch ein horizontales Interpolationsfilter 618 auf den
Minus-Eingang (-) der Subtrahierschaltung 608 gegeben.
Der vom Ausgang dieser Subtrahierschaltung 608 gelieferte
Probenstrom wird einem ersten Eingang eines Zwei-auf-
Ein-Multiplexers (2/1 MUD) 620 zugeführt. Die Dezimierungs-
und Datenpufferschaltung 600 enthält einen Speicher,
der von den Proben, die am Ausgang des vertikalen
Faltungsfilters 610 geliefert werden, nur diejenigen
Exemplare speichert, welche zu den gleichen alternierenden
Abtastzeilen gehören, die vom Expander 610 zum Eingang
des vertikalen Interpolationsfilters 614 gelangen.
Auf diese Weise arbeitet die Pufferschaltung 600 als
Proben-Dezimierungsschaltung in Vertikalrichtung (vertikaler
Probendezimator). Die Schaltung 600 wirkt außerdem
als Datengeschwindigkeitspuffer, indem die Auslesung
der im Speicher gespeicherten Proben zum zweiten Eingang
des Multiplexers 602 mit einer Geschwindigkeit betrieben
wird, die nur halb so groß wie diejenige Geschwindigkeit,
mit der die undezimierten Proben der alternierenden
Abtastzeilen in den Speicher der Schaltung 600 eingeschrieben
werden. Außerdem wird jede im Speicher der
Schaltung 600 gespeicherte Probe des Restsignals G M zu
einem passenden Zeitpunkt (weiter unten ausführlicher
beschrieben) ausgelesen und auf einen zweiten Eingang
des Multiplexers 620 gegeben. Wie später noch ausführlicher
erläutert wird, besteht der serielle Probenstrom
vom Ausgang der Subtrahierschaltung 608 aus den multiplexverzahnten
Proben L EIN (d. h. L O oder L 1, je nach
Ausführungsform des Verarbeitungssystems), . . . L M-1.
Somit besteht der serielle Probenstrom vom Ausgang des
Multiplexers 620 aus Proben L EIN , . . . G M .
Es sei nun die in Fig. 7 dargestellte Schaltungsanordnung
näher betrachtet, die in ihrer a-Alternative die Funktion
der horizontalen Faltungsfilter- und Dezimierungsschaltung
604 und in ihrer b-Alternative die Funktion des horizontalen
Interpolationsfilters 618 erfüllt. In der Schaltung
nach Fig. 7 wird jede Probe durch eine mehrstellige, aus
Q Bits bestehende Binärzahl dargestellt. Das Filter nach
Fig. 7 ist ein Filter mit W+1 Anzapfungen und ausgangsseitiger
Gewichtung mit einer symmetrischen Kern-Gewichtsfunktion,
wobei die einzelnen Gewichtungsfaktoren die Werte
a, b, c. . . x haben. Im Falle eines Verarbeitungssystems
der Ausführungsform nach Fig. 2 ist G EIN das Signal G 1,
und die Größe P hat den Wert M-1. Im Falle eines Verarbeitungssystems
der Ausführungsform nach Fig. 3 ist G EIN
das Signal G O, und P hat den Wert M. Die Frequenz des
Taktsignals in der Anordnung nach Fig. 7 ist gleich CL 1
im Falle der Ausführungsform nach 1 und gleich 2 CL 1 im
Falle der Ausführungsform nach Fig. 3.
Die Anordnung nach Fig. 7 besteht aus einem 1-auf-P-
Multiplexer 700, einer Gruppe von W-stufigen Schieberegistern
702-1. . . 702-P, einem P-auf-1-Multiplexer 704,
einem Filter 706 mit W+1 Anzapfungen (seinerseits bestehend
aus einer Schaltung für eine symmetrische Kern-
Gewichtsfunktion mit den Faktoren 1, b, c. . . x und einer
Summierungsschaltung 708) sowie eine Folgesteuereinrichtung
710. Jeder der Multiplexer 700 und 704 enthält eine
Einrichtung, die auf ein Steuersignal, vorzugsweise in
der Form des Wertes eines Mehrbit-Steuercodes, anspricht,
um den Eingang des Multiplexers 700 wahlweise mit einem
ausgewählten Exemplar seiner Ausgänge 1. . .P zu koppeln
oder um wahlweise ein ausgewähltes Exemplar der Eingänge
1. . .P des Multiplexers 704 mit dessen Ausgang zu koppeln,
wobei die jeweils zutreffende Wahl vom Wert des angelegten
Steuercodes abhängt. Außerdem kann der angelegte
Steuercode auch noch einen oder mehrere andere Werte annehmen,
die bewirken, daß im Multiplexer 700 oder 704
Eingänge und Ausgänge voneinander entkoppelt werden.
Die Folgesteuereinrichtung 710 erzeugt unter Steuerung
durch angelegte Taktsignale an jedem ihrer beiden Ausgänge
jeweils Gruppen von Steuercodes. Die Folgesteuereinrichtung
710 kann z. B. einen Zähler und zugehörige
Verknüpfungsschaltungen enthalten, um jeden individuellen
Steuercode in jeder der genannten Gruppen nur dann
abzuleiten, wenn im Zähler ein bestimmter Zählwert oder
einer von mehreren bestimmten Zählwerten aufgelaufen ist.
Alternativ kann jeder Steuercode in einer Gruppe auch
vom Ausgang eines Festwertspeichers (ROM) geliefert werden,
dessen Eingangsadresse vom Ausgang eines Zählers
abgeleitet wird. In jedem Fall liefert die Folgesteuereinrichtung
710 eine erste Gruppe von Steuercodes, die
einem Steuereingang des Multiplexers 700 angelegt werden,
und eine zweite Gruppe von Steuercodes, die einem Steuereingang
des Multiplexers 704 angelegt werden, wenn dieser
Multiplexer in seiner a-Alternative betrieben wird. Beim
Betrieb in seiner b-Alternative empfängt der Steuereingang
des Multiplexers 704 die erste Gruppe von Steuercodes.
Wie in Fig. 7 gezeigt, ist jeder der Ausgänge 1. . .P des
Multiplexers 700 jeweils einem gesonderten Exemplar der
Schieberegister 702-1. . . 702-P zugeordnet. Somit lenkt
der Multiplexer 700, im Einklang mit den jeweiligen Werten
der ihm angelegten Steuercodes, jede Probe des seinem
Eingang zugeführten seriellen Probenstroms zum Eingang
des ihr zugeordneten Schieberegisters. Ferner wird der
Inhalt jedes Schieberegisters 702-1. . . 702-P mit derselben
Geschwindigkeit oder Rate verschoben, mit der die
Proben den Registereingängen zugeführt werden, so daß,
wenn eine neue Probe auf den Eingang eines Schieberegisters
gegeben wird, alle bereits im betreffenden Register gespeicherten
Proben weitergeschoben werden.
Die augenblickliche Probe, die gerade zum Eingang irgendeines
Schieberegisters 702-1. . . 702-P gelangt, wird zusammen
mit den in allen W Stufen dieses Registers gespeicherten
Proben in Parallelform an das jeweils zugeordnete
Exemplar der Eingänge 1. . .P des Multiplexers 704 gelegt.
Da jede Probe aus Q Bits besteht, braucht man für
das Anlegen dieses parallelen Ausgangsbündels eines jeden
der Schieberegister 702-1. . . 702-P an das jeweils zugeordnete
Exemplar der Eingänge 1. . .P des Multiplexers
704 jeweils (W+1)Q Leitungen.
In der b-Alternative legt die Folgesteuereinrichtung
710 die gleichen Steuercodes an die Steuereingänge der
Multiplexer 700 und 704. Daher wird jedesmal, wenn eine
Eingangsprobe vom Multiplexer 700 zum Eingang irgendeines
der Schieberegister 702-1. . . 702-P gelenkt wird, das parallele
Ausgangsbündel dieses Schieberegisters über den
Multiplexer 704 zu dem mit W+1 Anzapfungen versehenen
Filter 706 gegeben, um eine gefilterte Ausgangsprobe von
der Summierschaltung 708 abzuleiten. Somit findet in der
b-Alternative keine Bildpunkt-Dezimierung statt, weil jede
Probe im seriellen Eingangsstrom zum Multiplexer 100 eine
entsprechende gefilterte Probe im seriellen Ausgangsstrom
an der Summierschaltung 708 des Filters hervorruft.
In der a-Alternative liefert die Folgesteuereinrichtung
710 an den Multiplexer 704 jedoch Steuercodes, die dazu
führen, daß eine Dezimierung der Bildpunktproben stattfindet.
Genauer gesagt wird von jedem Paar zweier aufeinanderfolgender
paralleler Ausgangsbündel, die vom
Schieberegister 702-1 zum Eingang 1 des Multiplexers
704 gelangen, nur ein erstes über diesen Multiplexer
zum Filter 706 gegeben. Somit sind für das zweite Exemplar
jedes Paars zweier aufeinanderfolgender paralleler
Ausgangsbündel, die vom Schieberegister 702-1 zum Eingang
1 des Multiplexers 704 gelangen, alle Eingänge dieses
Multiplexers vom Filter 706 abgekoppelt, weil die
an den Multiplexer 704 gelegten Steuercodes zu diesen
Zeiten Werte haben, bei denen der Ausgang des Multiplexers
704 von allen seinen Eingängen entkoppelt ist.
Der Multiplexer 704 wird in einer ähnlichen Weise auch
bezüglich seiner anderen Eingänge 2. . .P betrieben, so
daß von jedem Paar zweier aufeinanderfolgender paralleler
Ausgangsbündel eines jeden der anderen Schieberegister
702-2. . . 702-P ebenfalls nur jeweils das erste Exemplar
zum Filter 706 gegeben wird.
Somit erscheinen im seriellen Ausgangsstrom des Summierers
708 nur halb so viele gefilterte Proben wie im
seriellen Eingangsstrom zum Multiplexer 700 vorhanden
sind, wodurch eine Bildpunktproben-Dezimierung erfolgt.
Es sei nun die Arbeitsweise der für einen Burt-Pyramiden-
Algorithmus im Multiplex betriebenen Analysatorstufe nach
Fig. 6 beschrieben (welche eine Horizontalfilterschaltung
des in Fig. 7 gezeigten Typs enthält). Zu Erläuterungszwecken
sei angenommen, daß G EIN das Signal G O sei, daß
die Bildpunkt-Taktfrequenz gleich 2 CL 1 sei, daß M gleich
5 sei und daß es gewünscht ist, am Ausgang des Multiplexers
620 einen seriellen Probenstrom abzuleiten, der
das in Fig. 5c gezeigte Format hat. In diesem Fall liefert
der Multiplexer 602 aufeinanderfolgende G O-Proben
nur während ungeradzahliger Probenintervalle 1, 3, 5. . .
(in Fig. 5c gezeigt) an den Eingang der Filter- und Dezimierungsschaltung
604. Während jeder geradzahligen
Probenperiode 2, 4, 6. . . wird jede Probe, die gerade in
einer solchen Periode aus der Dezimierungs- und Datenpufferschaltung
600 ausgelesen wird, über den Multiplexer
602 zum Eingang der horizontalen Faltungsfilter-
und Dezimierungsschaltung 604 und zum Eingang der Verzögerungseinrichtung
606 gegeben. Es sei angenommen, daß der
Puffer 600 am Anfang leer ist, so daß nur G 0-Proben über
den Multiplexer 602 zum Eingang der Filter- und Dezimierungsschaltung
604 undder Verzögerungseinrichtung 606
gegeben werden. Die gefilterten und dezimierten Bildpunktproben
jeder der aufeinanderfolgenden Abtastzeilen am
Ausgang der horizontalen Faltungsfilter- und Dezimierungsschaltung
604 werden in vertikaler Richtung gefiltert
und dann an den Eingang sowohl des Puffers 600 als
auch des Zeilenexpanders 612 gelegt. Der Zeilenexpander
612 ersetzt die Bildpunktproben alternierender Zeilen
(d. h. jeder zweiten Zeile) durch Nullwert-Proben. Dadurch
ist die mittlere Probendichte der Bildpunktproben,
die nicht den Nullwert haben, am Ausgang des Zeilenexpanders
612 auf nur ein Viertel der Probendichte des Signals
G O reduziert. Nach Durchlaufen des vertikalen Interpolationsfilters
614, des Bildpunktexpanders 616 und
des horizontalen Interpolationsfilters 618 ist
die Probendichte des seriellen Probenstroms, der vom Filter
618 an den Minus-Eingang (-) der Subtrahierschaltung
608 gelegt wird, jedoch um den Faktor 4 erhöht worden,
so daß sie gleich der Probendichte des Signals G O ist,
das von der Verzögerungseinrichtung 606 an den Plus-
Eingang (+) der Subtrahierschaltung 608 gelegt wird.
Daher erscheinen die L O-Ausgangsproben von der Subtrahierschaltung
608 nur in ungeradzahligen Probenperioden
(der Probenrate 2CL 1), wie es in Fig. 5c gezeigt ist.
Die gefilterten Proben, die am Ausgang des vertikalen
Faltungsfilters 610 als Antwort auf die an die horizontale
Faltungsfilter- und Dezimierungsschaltung 604 gelegten
G O-Proben erscheinen, sind G 1-Proben. Die Dezimierungs-
und Datenpufferschaltung 600 schreibt von den am
Ausgang des vertikalen Faltungsfilters 610 erscheinenden
G 1-Proben nur diejenigen Exemplare in den Speicher, die
den Nichtnull-Proben am Ausgang des Expanders 612 entsprechen,
wodurch effektiv eine Dezimierung in Vertikalrichtung
erfolgt. Somit ist die Probendichte der im Puffer
600 gespeicherten G 1-Proben nur ein Viertel der Probendichte
des Signals G O. Bei einer Probenrate von 2CL 1
kann der Puffer 600 so programmiert werden, daß er die
G 1-Proben in jeden beliebigen vorgewählten Exemplaren
der geradzahligen Probenperioden ausliest (vorzugsweise
werden die G 1-Proben aus dem Puffer 600 während solcher
Probenperioden ausgelesen, die von den L 1-Proben gemäß
der Fig. 5c belegt sind, d. h. während der Probenperioden
4, 12, 20, 28. . .).
Während des nächsten Arbeitszyklus verzahnt der Multiplexer
602 die G O-Proben und die ausgelesenen G 1-Proben
zu einem einzigen seriellen Strom und legt sie an den
Eingang der horizontalen Faltungsfilter- und Dezimierungsschaltung
604. Die Folge ist, daß am Ende des zweiten
Zyklus der serielle Probenstrom vom Ausgang der Subtrahierschaltung
608 sowohl L O-Proben als auch L 1-Proben
enthält (vorzugsweise während der Probenperioden, die
in der Darstellung der Fig. 5c von den L O- und den L 1-
Proben belegt sind). Ferner enthält das Ausgangssignal
des vertikalen Faltungsfilters 610 nun sowohl G 1- als
auch G 2-Proben. Die im zweiten Zyklus in Vertikalrichtung
dezimierten und vom Puffer 600 in den Speicher eingeschriebenen
G 1-Proben ersetzen den ersten Zyklus der
G 1-Proben im Speicher, und außerdem werden in Vertikalrichtung
dezimierte G 1-Proben gespeichert. Die gespeicherten
G 2-Proben haben gegenüber den gespeicherten G 1-
Proben eine auf ein Viertel verminderte Probendichte.
Im dritten Betriebszyklus werden die gespeicherten G 2-
Proben vorzugsweise während derjenigen Probenperioden
ausgelesen, die in der Darstellung der Fig. 5c von den
L 2-Proben belegt sind (d. h. während der Perioden 8, 24,
40. . .). Die multiplexbetriebene Analysatorstufe nach
Fig. 6 arbeitet während jedes weiteren Zyklus in praktisch
gleicher Weise, um über den Multiplexer 602 G 3-
Proben bzw. G 4-Proben auszulesen, vorzugsweise jeweils
in denjenigen Probenintervallen, die gemäß der Darstellung
nach Fig. 5c von den L 3- bzw. L 4-Proben belegt sind.
Das heißt, die G 3-Proben werden in den Perioden 16, 48,
80. . . aus dem Speicher ausgelesen, und die G 4-Proben
werden in den Perioden 32, 96, 160. . . aus dem Speicher
ausgelesen. Somit enthält im fünften Zyklus und in jedem
Betriebszyklus danach der einzige serielle Probenstrom,
der vom Multiplexer 602 kommt, G O-, G 1-, G 2-,
G 3-, und G 4-Proben, welche vorzugsweise jeweils die
gleichen Probenperioden belegen wie die entsprechenden
L O-, L 1-, L 2-, L 3- und L 4-Proben in der Darstellung
nach Fig. 5c.
Während des fünften und jedes nachfolgenden Zyklus der
in Fig. 6 gezeigten multiplexbetriebenen Analysatorstufe
leitet das vertikale Faltungsfilter 610 vorzugsweise
in jeder Probenperiode, die von einer L 4-Probe gemäß
der Darstellung in Fig. 5c belegt ist, eine G 5-
Probe ab. Wenn die multiplexbetriebene Analysatorstufe
nach Fig. 6 funktionell gleichwertig der Ausführungsform
nach Fig. 1 ist, wird nur jede zweite G 5-Probe des
zum Puffer 600 gegebenen Eingangssignals in den Speicher
eingeschrieben. Wenn andererseits die Stufe funktionell
äquivalent mit der Ausführungsform nach Fig. 1b ist,
wird jede zum Eingang des Puffers 600 gegebene G 5-Probe
in den Speicher eingeschrieben. Später werden die gespeicherten
G 5-Proben aus dem Puffer 600 über dessen
G M -Ausgangsleitung ausgelesen und an den Multiplexer
620 gelegt. Im Falle des in Fig. 5c gezeigten Formats
erscheinen die aus dem Puffer 600 über dessen G M -Ausgang
augelesenen G 5-Proben in den Probenperioden 64,
192, 320. . ., wenn die Funktion der Ausführungsform nach
Fig. 1 entspricht. Wird die Stufe jedoch in einer Weise
eingesetzt, die der Ausführungsform nach Fig. 1b äquivalent
ist, dann erscheinen die am G M -Ausgang des Puffers
600 ausgelesenen G 5-Proben in den Probenintervallen
64, 128, 192, 256, 320. . . .
Die Fig. 8 zeigt eine für einen FSD-Pyramiden-Algorithmus
ausgelegte multiplexbetriebene Analysatorstufe, die
funktionell äquivalent zur Ausführungsform nach Fig. 1a
ist. In Fig. 8 entsprechen die einzelnen Elemente 802,
806, 808, 810 und 820 in struktureller und funktioneller
Hinsicht den Elementen 602, 606, 608, 610 und 620 der
Fig. 6 (in dieser Reihenfolge). Das horizontale Faltungsfilter
804 nach Fig. 8 unterscheidet sich von der horizontalen
Faltungsfilter- und Dezimierungsschaltung 604
nach Fig. 6 dadurch, daß es die b-Alternative anstatt
die a-Alternative der Anordnung nach Fig. 7 bildet. Die
Dezimierungs- und Datenpufferschaltung 800 nach Fig. 8
unterscheidet sich von der Dezimierungs- und Datenpufferschaltung
600 nach Fig. 6 nur in der Pogrammierung
des Dezimatorbetriebs. Im einzelnen schreibt die Dezimierungs-
und Datenpufferschaltung 800 nur alternierende
Bildpunktproben alternierender Abtastzeilen, die dieser
Schaltung vom Ausgang des vertikalen Faltungsfilters 810
zugeführt werden, in den Speicher ein. Somit arbeitet
die Schaltung 800 sowohl als Horizontal- als auch als
Vertikal-Dezimator. Im Falle der Fig. 6 hingegen findet
die horizontale Dezimierung in der horizontalen Faltungsfilter-
und Dezimierungsschaltung 604 statt. Daher
schreibt in diesem Fall die Dezimierungs- und Datenpufferschaltung
600 alle Bildpunktproben alternierender
Abtastzeilen, die ihrem Eingang vom Ausgang des vertikalen
Faltungsfilters 610 zugeführt werden, in ihren
Speicher ein, so daß sie nur als Vertikal-Dezimator
wirkt. Es sei jedoch erwähnt, daß es auch möglich ist,
die Burt-Pyramiden-Konfiguration der Fig. 6 unter Anwendung
der b-Alternative der Fig. 7 (anstatt der a-
Alternative) zu realisieren, indem man die Dezimierungs-
und Datenpufferschaltung 600 so betreibt, daß sie wie
im Falle der Fig. 8 sowohl horizontale als auch vertikale
Dezimierung bewirkt. Außerdem kann, weil im horizontalen
Faltungsfilter 804 der FSD-Pyramiden-Konfiguration
nach Fig. 8 keine Dezimierung stattfindet, das Ausgangssignal
des vertikalen Faltungsfilters 810 direkt an den
Minus-Eingang (-) der Subtrahierschaltung 808 gelegt
werden. Somit kommt die FSD-Pyramiden-Konfiguration ohne
die Hardware eines Zeilenexpanders 612, eines vertikalen
Interpolationsfilters 614, eines Bildpunktexpanders 616
und eines horizontalen Interpolationsfilters 618 aus,
die bei der Burt-Pyramiden-Konfiguration nach Fig. 6
benötigt werden.
Anders als die Struktur, bei der es die eben genannten
Unterschiede gibt, ist die Arbeitsweise der FSD-Pyramiden-
Konfiguration nach Fig. 8 in allen wesentlichen
Dingen gleich derjenigen der Burt-Pyramiden-Konfiguration
nach Fig. 6, die ausführlich oben beschrieben wurde.
Bei der Burt-Pyramiden-Konfiguraton der Fig. 6 hat im
Falle, daß G EIN das Signal G O ist, der Takt der horizontalen
Faltungsfilter- und Dezimierschaltung 604 (bestehend
aus der a-Alternative der Fig. 7) eine Frequenz
von 2CL 1. Es ist wünschenswert, wenn irgend möglich,
eine niedrigere Taktfrequenz zu verwenden. Bei der Ausführungsform
des Verarbeitungssystems nach Fig. 4, die
weiter oben beschrieben wurde, erreicht man dies durch
Benutzung einer horizontalen Faltungsfilter- und Dezimierschaltung
604, die eine Mehrphasen-Struktur (wie
sie in Fig. 9a oder 9b gezeigt ist) hat anstellt der
Struktur gemäß der a-Alternative der Fig. 7.
In der Fig. 9a ist eine ausgangsseitig gewichtete Sorte
einer mehrphasigen horizontalen Faltungsfilter- und Dezimierschaltung
dargestellt, die in der Ausführungsform
des Verarbeitungssystems nach Fig. 4 benutzt werden kann.
Zur Erläuterung wird angenommen, daß dieses Mehrphasen-
Filter ein Filter mit sieben Anzapfungen ist. Die Struktur
nach Fig. 9a besteht aus einer Multiplexzyklus-Zeitsteuerung
900, einem Eins-auf-M-Multiplexer 901, einem
Eins-auf-M-Multiplexer 902, einer Gruppe dreistufiger
Schieberegister 903-1. . . 903-M, einer Gruppe zweistufiger
Schieberegister 904-1. . . 904-M, einem M-auf-Eins-
Multiplexer 905, einem M-auf-Eins-Multiplexer 906, einer
Summierschaltung 907, einer Summierschaltung 908, einer
Summierschaltung 909 und einer Gruppe von Zwischenspeichern
(Halte- oder Latch-Schaltungen) 910-1. . . 910-M.
Die Multiplexzyklus-Zeitsteuerung 900 spricht auf ein
Taktsignal der Frequenz CL 1 an. Wahlweise kann auch ein
invertiertes Taktsignal 1 an einen Eingang der Steuereinrichtung
900 gelegt werden (wie in Fig. 9a gezeigt),
oder das invertierte Taktsignal kann in der Steuereinrichtung
900 intern aus dem zugeführten CL 1-Taktsignal
erzeugt werden. In jedem Fall leitet die Steuereinrichtung
900 als erstes Ausgangssignal Gruppen von Steuercodes
der Phase Ø1 ab, die mit der Abfragefrequenz CL 1
erscheinen und in Phase mit dem CL 1-Takt sind, und als
zweites Ausgangssignal Gruppen von Steuercodes der Phase
Ø2, die mit der Abfragefrequenz CL 1 erscheinen und in
Phase mit dem invertierten Taktsignal sind. Wie in Fig. 9a
gezeigt, werden der Multiplexer 901, die Schieberegister
903-1. . . 903-M, der Multiplexer 905 und der Multiplexer
906 durch die Ø1-Steuercodes aus der Steuereinrichtung
900 gesteuert, während der Multiplexer 902
und die Schieberegister 904-1. . . 904-M durch die Ø2-
Steuercodes gesteuert werden. Die Eingänge in die Zwischenspeicher
910-1. . . 910-M werden durch die Ø2-Steuercodes
gesteuert, während die Ausgänge aus den Zwischenspeichern
910-1. . . 910-M durch die Ø1-Codes gesteuert
werden.
Der aus dem Multiplexer 602 kommende einzige Strom von
Proben wird an die Eingänge beider Multiplexer 901 und
902 gelegt. Wie in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben
wurde, erscheint dieser einzige Probenstrom mit der Abfragefrequenz
oder Probenrate 2CL 1 und besteht aus im
Multiplex verzahnten Proben der Signale G O. . . G M-1 (vorzugsweise
im Multiplexformat, wie es in Fig. 5c gezeigt
ist). Abgesehen von der jeweiligen Phasenlage ist die
zeitliche Reihenfolge des Auftretens der Ø1-Steuercodes
genauso wie die Reihenfolge des Auftretens der Ø2-Codes.
Die Folge ist, daß von den GO-Proben, die an die Eingänge
beider Multiplexer 901 und 902 gelegt werden, jedes
ungeradzahlige Exemplar nur vom Multiplexer 901 zu dessen
1-Ausgang gelenkt wird, während jedes geradzahlige
Exemplar nur vom Multiplexer 902 zu dessen 1-Ausgang
gelenkt wird. In einer ähnlichen Weise werden von den
G 1-. . .G M-1-Proben, die an die Eingänge der Multiplexer
901 und 902 gelegt werden, die jeweils ungeradzahligen
Exemplare zu den entsprechend bezeichneten Ausgängen
2. . .M nur des Multiplexers 901 gelenkt, während die jeweils
geradzahligen Exemplare zu den entsprechend bezeichneten
Ausgängen 2 . . M nur des Multiplexers 902 gelenkt
werden. Jede Probe, die an einem der Ausgänge 1 . . M
des Multiplexers 901 erscheint, wird auf den Eingang
eines diesem Ausgang zugeordneten Exemplars der dreistufigen
Schieberegister 903-1. . . 903-M gegeben. In
ähnlicher Weise wird jede Probe, die an einem der Ausgänge
1. . .M des Multiplexers 902 erscheint, auf den Eingang
eines diesem Ausgang zugeordneten Exemplars der
zweistufigen Schieberegister 904-1. . . 904-M gegeben.
Das siebenfach angezapfte Filter hat eine symmetrische
Kern-Gewichtsfunktion, deren sieben Gewichtsfaktoren,
der Reihe nach aufgezählt, gleich d, c, b, a, b, c und
d sind. Das siebenfach angezapfte mehrphasige Filter
besteht aus zwei getrennten Teilfiltern, deren eines
vier Anzapfungen und deren anderes drei Anzapfungen
aufweist. Wie in Fig. 9a gezeigt, hat das vierfach
angezapfte Teilfilter die Gewichtsfaktoren d, b, b, d
und eine Summierschaltung 907, während das dreifach angezapfte
Teilfilter die Gewichtsfaktoren c, a, c hat und
eine Summierschaltung 908 enthält.
Der Multiplexer 905 lenkt entsprechend den Ø1-Steuercodes
das jeweils vorgeschriebene Exemplar der einzelnen
Ausgangssignale jedes der Schieberegister 903-1. . .
903-M zum vierfach angezapften Teilfilter. Wie in Fig. 9a
gezeigt, sind die Ausgangsgrößen eines jeden der
dreistufigen Schieberegister 903-1. . . . 903-M jeweils
vier Proben, bestehend aus den drei Proben, die in den
einzelnen Stufen jedes Schieberegisters gespeichert
sind, und der laufenden oder augenblicklichen Probe
am Eingang des betreffenden Registers. In dem vierfach
angezapften Teilfilter werden die vier einzelnen Proben,
die ihm über den Multiplexer 905 zugeführt werden,
mit den vier Gewichtsfaktoren d, b, b, d multipliziert
und dann in der Summierschaltung 907 summiert. Der Ausgang
der Summierschaltung 907 liefert das Ausgangssignal
des vierfach angezapften Teilfilters. Dieses Signal
wird auf einen ersten Eingang der Summierschaltung
909 gegeben.
In ähnlicher Weise wie der Multiplexer 901 und die
Schieberegister 903-1. . . 903-M arbeiten der Register
902 und die Schieberegister 904-1. . . 904-M, um von jedem
dieser letztgenannten Register eine Ausgangsgröße
in Form dreier Proben zu erhalten. Die Ausgangsgröße
jedes der Register 904-1. . . 904-M wird über jeweils ein
zugeordnetes Exemplar der Zwischenspeicher 910-1. . .
910-M an ein zugeordnetes Exemplar der Eingänge 1. . .M
des Multiplexers 906 gelegt. In der Anordnung nach Fig.
9a sind die Zwischenspeicher 910-1. . . 910-M notwendig,
um die der Phase Ø2 entsprechende zeitliche Lage der
Proben aus den Schieberegistern 904-1. . . 904-M in eine
der Phase Ø1 entsprechende zeitliche Lage an den Eingängen
1. . .M des Multiplexers 906 zu bringen. Der Multiplexer
906 lenkt entsprechend den Steuercodes der
Phase Ø1 die drei Proben, die an jedem seiner Eingänge
1. . .M zugeführt werden, zum Eingang des dreifach angezapften
Teilfilters. Diese drei Proben werden jede mit
einem zugeordneten Gewichtsfaktor c, a und c multipliziert
und dann in der Summierschaltung 908 summiert,
um das Ausgangssignal des 17470 00070 552 001000280000000200012000285911735900040 0002003628349 00004 17351 dreifach angezapften Teilfilters
zu erhalten. Das Ausgangssignal der Summierschaltung
908 wird auf den zweiten Eingang der Summierschaltung
909 gegeben. Die Proben am ersten Eingang und
die Proben am zweiten Eingang der Summierschaltung 909
erscheinen beide in einer der Phase Ø1 entsprechenden
Zeitlage, so daß zusammengehörige Ausgangsproben des ersten
und des zweiten Teilfilters gleichzeitig erscheinen.
Somit liefert die Summierschaltung 909 einen einzigen
ausgangsseitigen Probenstrom an das vertikale
Faltungsfilter 610, in welchem der Wert einer jeden
Probe gleich ist der Summe der Werte zusammengehöriger
Proben aus dem ersten und dem zweiten Teilfilter, die
an den ersten bzw. zweiten Eingang der Summierschaltung
909 gelegt werden.
Um ihre Funktion einer Überführung aus der Ø2-Zeitlage
in die Ø1-Zeitlage zu erfüllen, müssen die Zwischenspeicher
nicht unbedingt zwischen den Schieberegistern
und dem M-auf-Eins-Multiplexer des zweiten Teilfilters
angeordnet sein (wie es in Fig. 9a angezeigt ist). Stattdessen
können die Zwischenspeicher auch hinter dem genannten
Multiplexer und vor der Summierschaltung des
zweiten Teilfilters eingefügt sein (wodurch sich die
Anzahl der benötigten Zwischenspeicher um den Faktor
M verringert). In diesem letztgenannten Fall wird der
M-auf-Eins-Multiplexer durch die Steuercodes der Phase
Ø2 gesteuert.
Da die Probenrate des eingangsseitigen, vom Multiplexer
602 kommenden Probenstroms gleich 2CL 1 ist und der ausgangsseitige
Probenstrom von der Summierschaltung 909
zum vertikalen Faltungsfilter 610 nur die Probenrate
CL 1 hat, bewirkt die mehrphasige Filteranordnung nach
Fig. 9a eine Dezimierung der Bildpunktprobendichte in
der horizontalen Dimension um die Hälfte.
Eine Alternative zu der in Fig. 9a gezeigten ausgangsseitig
gewichteten Ausführungsform einer siebenfach angezapften
mehrphasigen Faltungsfilter- und Dezimierschaltung
für die Horizontalrichtung ist die in Fig. 9b
gezeigte, eingangsseitig gewichtete, Ausführungsform.
Die Anordnung nach der Fig. 9b arbeitet mit
einer Multiplexzyklus-Zeitsteuereinheit, die der Zeitsteuerung
900 in Fig. 9a genau gleich ist. Im Falle der
Fig. 9b sind jedoch die Elemente, die bei der Anordnung
nach Fig. 9a dem ersten Teilfilter zugeordnet sind (d. h.
der Multiplexer 901, die Schieberegister 903-1. . 903-M,
der Multiplexer 905, die Gewichtsfaktoren d und b und
die Summierschaltung 907), ersetzt durch drei sogenannte
Multiplexverzögerer 911-1, 911-2 und 911-3 und zugehörigen
Summierschaltungen 912-1, 912-2 und 912-3. Das
erste Teilfilter arbeitet nach wie vor mit Gewichtsfaktoren
des Wertes d und b. Im einzelnen wird das vom Multiplexer
602 kommende Eingangssignal über eine den Gewichtsfaktor
d einführende Multiplizierschaltung 913-d
auf den Eingang des Multiplexverzögerers 911-1 und
außerdem auf einen ersten Eingang der Summierschaltung
912-3 gegeben. Das vom Multiplexer 602 kommende Eingangssignal
wird außerdem über eine den Gewichtsfaktor
b einführende Multiplizierschaltung 913-b auf den ersten
Eingang der Summierschaltung 912-1 und auf den ersten
Eingang der Summierschaltung 912-2 gegeben. Das
Ausgangssignal des Multiplexverzögerers 911-1 wird an
einen zweiten Eingang der Summierschaltung 912-1 gelegt,
deren Ausgangssignal auf einen Eingang des Multiplexverzögerers
911-2 gegeben wird. Das Ausgangssignal dieses
Multiplexverzögerers 911-2 wird an einen zweiten
Eingang der Summierschaltung 912-2 gelegt, deren Ausgang
zum Eingang des Multiplexverzögerers 911-3 gegeben
wird. Der Ausgang dieses Multiplexverzögerers 911-3
gelangt zu einem zweiten Eingang der Summierschaltung
912-3, deren Ausgangsgröße das Ausgangssignal des ersten
Teilfilters darstellt.
Das zweite Teilfilter, dem Gewichtsfaktoren des Wertes
c und a zugeordnet sind, besteht aus zwei Multiplexverzögerern
914-1 und 914-2 und zwei Summierern 915-1 und
915-2. Im einzelnen wird das Eingangssignal vom Multiplexer
602 über eine den Gewichtsfaktor c einführenden
Multiplizierschaltung 913-c auf einen Eingang des Multiplexverzögerers
914-1 und auf einen ersten Eingang der
Summierschaltung 915-2 gegeben. Das Eingangssignal vom
Multiplexer 602 gelangt ferner über eine den Gewichtsfaktor
a einführende Multiplizierschaltung 913-a auf
den ersten Eingang des Summierers 915-1. Das Ausgangssignal
des Multiplexverzögerers 914-1 wird zu einem
zweiten Eingang der Summierschaltung 915-1 gegeben, deren
Ausgang an den Eingang des Multiplexverzögerers 914-2 gelegt
wird. Das Ausgangssignal dieses Multiplexverzögerers
914-2 wird einem zweiten Eingang der Summierschaltung
915-2 zugeführt, deren Ausgangsgröße das Ausgangssignal
des zweiten Teilfilters darstellt.
In der Anordnung nach Fig. 9b werden die Ausgangssignale
der beiden Teilfilter dadurch kombiniert, daß das
Ausgangssignal des ersten Teilfilters von der Summierschaltung
912-3 auf einen ersten Eingang einer Summierschaltung
916 gegeben wird, daß das Ausgangssignal des
zweiten Teilfilters von der Summierschaltung 915-2 an
einen Eingang eines weiteren Multiplexverzögerers 917
gelegt wird und daß das Ausgangssignal dieses Multiplexverzögerers
auf einen zweiten Eingang der Summierschaltung
916 gegeben wird. Am Ausgang der Summierschaltung
916 erscheint der serielle Ausgangs-Probenstrom,
der zum Faltungsfilter 610 gelangen soll.
Wie in Fig. 9b gezeigt, enthält jeder Multiplexverzögerer
911-1, 911-2, 911-3, 914-1, 914-2 und 917 eine
Gruppe von Verzögerungselementen 918-1. . . 918-M, die
jeweils eine Verzögerungszeit von einer Bildpunktperiode
haben (schematisch mit Z-1 angedeutet), und einen M-auf-
Eins-Multiplexer 919.
In den Multiplexverzögerern 911-1, 911-2 und 911-3 des
ersten Teilfilters steuern die Ø1-Steuercodes selektiv
die Aktivierung sowohl des Eingangs als auch des Ausgangs
eines jeden Verzögerungselementes 918-1. . . 918-M.
Außerdem wird in jedem dieser Multiplexverzögerer der
zugehörige Multiplexer 919 durch die Ø1-Steuercodes gesteuert,
um die Ausgangsproben der verschiedenen Verzögerungselemente
918-1. . . 918-M über jeweils einen zugeordneten
Eingang 1. . .M des Multiplexers zum Ausgang
des betreffenden Multiplexverzögerers zu lenken. Die
Arbeitsweise der Multiplexverzögerer 914-1 und 914-2
des zweiten Teilfilters ist genauso wie die Arbeitsweise
der Multiplexverzögerer 911-1, 911-2 und 911-3 des
ersten Teilfilters, abgesehen von der Tatsache, daß ihre
selektive Steuerung durch die Ø2-Steuercodes (anstatt
durch die Ø1-Steuercodes) erfolgt. Beim Multiplexverzögerer
917 hingegen ist die Sache so, daß die Ø2-
Steuercodes selektiv die Aktivierung des Eingangs zu
jedem der darin enthaltenen Verzögerungselemente 918-1. . .
918-M steuern, während die Ø1-Steuercodes selektiv die
Aktivierung des Ausgangs jedes Verzögerungselementes
918-1. . . . 918-M und den Betrieb des Multiplexers 919
steuern. Somit erscheinen zusammengehörige Proben aus
dem ersten und dem zweiten Teilfilter am ersten und
zweiten Eingang der Summierschaltung 916 gleichzeitig,
um eine gefilterte Ausgangsprobe zu erhalten, deren
Wert gleich der Summe der Einzelwerte jeweils derjenigen
beiden Proben aus dem ersten und dem zweiten Teilfilter
sind, die gerade an den ersten und den zweiten
Eingang der Summierschaltung gelegt werden.
Die eingangsseitig gewichtete mehrphasige Filter- und
Dezimierschaltung nach Fig. 9b leitet ähnlich wie die
ausgangsseitig gewichtete mehrphasige Filter- und Dezimierschaltung
aus einem eingangsseitigen Probenstrom,
der vom Multiplexer 602 kommt und mit der Probenrate
2CL 1 erscheint, ihren ausgangsseitigen Probenstrom für
das vertikale Faltungsfilter 610 mit der Probenrate
CL 1 ab. Wenn man also die mehrphasige Filter- und Dezimierschaltung
nach Fig. 9a oder 9b als horizontale
Faltungsfilter- und Dezimierschaltung in Fig. 6 verwendet,
um einen seriellen Ausgangs-Probenstrom mit
der Probenrate CL 1 abzuleiten, wird es möglich, das
vertikale Faltungsfilter 610, den Schreibeingang zum
Puffer 600, den Zeilenexpander 612 und das vertikale
Interpolationsfilter 614 mit einem Takt zu betreiben,
dessen Folgefrequenz nur gleich CL 1 (anstatt 2CL 1)
ist. Jedoch muß auch in diesem Fall die Anordnung nach
Fig. 6 nach wie vor den Bildpunktexpander 616, das horizontale
Interpolationsfilter 618, die Auslesung der
Dezimier- und Datenpufferschaltung 600, den Multiplexer
602, die Verzögerungseinrichtung 606, die Subtrahierschaltung
608 und den Multiplexer 620 mit einem Takt
der Frequenz 2CL 1 zu betreiben. Dies ist deswegen so,
weil es erforderlich ist, die Bildpunktprobendichte in
der horizontalen Dimension im Bildpunktexpander 616
zu verdoppeln. Wenn man jedoch mehrphasige Vertikal-
und Horizontal-Interpolationsfilter für die entsprechenden
Filter in Fig. 6 verwendet, dann kann sich die
Benutzung der CL 1-Taktfrequenz zusätzlich auf das vertikale
mehrphasige Interpolationsfilter und auf den
größten Teil des horizontalen mehrphasigen Interpolationsfilters
erstrecken. Eine Umwandlung in einen 2CL 1-
Takt bleibt jedoch notwendig, um im horizontalen mehrphasigen
Interpolationsfilter einander entsprechende
Ausgangsproben des dortigen ersten und zweiten Teilfilters
zu verzahnen.
In der Fig. 10 ist eine Struktur gezeigt, mit der die
multiplexbetriebene Stufe des Synthetisierers in der
Verarbeitungseinheit nach Fig. 2, 3 oder 4 realisiert
werden kann (Stufe 228-X in Fig. 2, Stufe 328-X in
Fig. 3 oder Stufe 428-X in Fig. 4). In der Fig. 10
entsprechen die Signale L EIN ′ und G EIN ′ den Signalen
L 1′ bzw. G 1′ in der Ausführungsform nach Fig. 2 oder
den Signalen L O′ bzw. G O′ in den Ausführungsformen
nach den Fig. 3 und 4.
Das Eingangssignal zur multiplexbetriebenen Synthetisiererstufe
ist ein serieller Probenstrom, bestehend aus
Proben der Signale L EIN′. . . G M′. Zur Erläuterung sei angenommen,
daß das Verteilungsformat der Proben für die
Signale L EIN′. . . G M′ im seriellen Eingangsstrom der in
Fig. 10 gezeigten Synthetisierstufe dem in Fig. 5c gezeigten
Format entspricht.
Die Anordnung nach Fig. 10 enthält einen 2/1-MUX-Zeilenexpander
1000 (der mit der Zeilentaktfrequenz arbeitet),
ein vertikales Interpolationsfilter 1002, einen 2/1-MUX-
Bildpunktexpander 1004 (der mit der Bildpunkt-Taktfrequenz
arbeitet), ein horizontales Interpolationsfilter
1006 (das gemäß der b-Alternative der Fig. 7 aufgebaut
sein kann), einen 2-auf-Eins-Multiplexer 1008 (der in
jede von einer G M -Probe belegte Probenperiode eine Nullwertprobe
einfügt), einen Addierer 1010, einen Eins-auf-
Zwei-Multiplexer 1012 und einen Datengeschwindigkeitspuffer
1014. Der Multiplexer 1012 lenkt ungeradzahlige
Eingangsproben zu seinem G O′-Ausgang und geradzahlige
Proben zum Schreibeingang des Puffers 1014.
Es sei angenommen, daß dem ersten Eingang des Addierers
1010 gerade eine G M ′-Probe des eingangsseitigen seriellen
Probenstroms angelegt wird (Probe G 5 in Fig. 5c).
In diesem Fall legt der Multiplexer 1008 während dieser
G M ′-Probenperiode eine Nullwert-Probe an den zweiten
Eingang des Addierers 1010. Daher bleibt die am Ausgang
des Addierers 1010. Daher bleibt die am Ausgang
des Addierers 1010 abgeleitete Probe gleich G M ′. Diese
Ausgangsprobe vom Addierer 1010 wird über dem Multiplexer
1012 zum Schreibeingang des Datengeschwindigkeitspuffers
1014 gelenkt. Der Puffer 1014 liest die
gespeicherte G M ′-Probe in einer Probenperiode aus, welche
einer G M-1′-Probe zugeordnet ist (Probenperiode L 4
in Fig. 5c). Dann wird diese ausgelesene G M ′-Probe nach
Durchlaufen des Zeilenexpanders 1000, des vertikalen
Interpolationsfilters 1002, des Bildpunktexpanders 1004
des horizontalen Interpolationsfilters 1006 und des
Multiplexers 1008 an den zweiten Eingang des Addierers
1010 gelegt, gleichzeitig mit dem Anlegen der L M-1′-
Probe an den ersten Eingang des Addierers 1010. In dieser
Zeit ist die Ausgangsprobe des Addierers1010 eine
G M-1′-Probe. Im allgemeinen wird die Auslesung des Datengeschwindigkeitspuffers
1014 so programmiert, daß
die Probenperiode, die von der ausgelesenen, durch die
Elemente 1000, 1002, 1004, 1006 und 1008 gelaufenen G K -
Probe belegt wird, stets die gleiche ist wie die Probenperiode
der L K-1′-Probe (wobei K irgendeinen Wert zwischen
1 und K hat). Dies stellt sicher, daß die beiden
G K - und L K-1-Proben gleichzeitig an den ersten bzw.
zweiten Eingang des Addierers 1010 gelegt werden, so daß
die Ausgangsgröße des Addierers 1010 in jedem Fall G K-1′
ist. Da jedoch jede L O′-Probe eine ungeradzahlige Probenperiode
belegt (und somit jede aus dem Datenspeicherpuffer
1014 ausgelesene G 1′-Probe ebenfalls eine ungeradzahlige
Probenperiode belegt), belegt jede am Ausgang des
Addierers 1010 erscheinende G O′-Probe ebenfalls eine ungeradzahlige
Probenperiode. Deswegen lenkt der Multiplexer
1012 jede G O′-Probe an seinen G′ EIN -Ausgang anstatt
an den Schreibeingang des Datenpufferspeichers
1014.
Der Zweck des Zeilenexpanders 1000, des vertikalen Interpolationsfilters
1002, des Bildpunktexpanders 1004
und des horizontalen Interpolationsfilters 1006 besteht
darin, die Probendichte eines jeden der durch diese Elemente
laufenden Signale G M′ . . . G 1′ sowohl in der vertikalen
als auch in der horizontalen Dimension zu verdoppeln.
Daher ist die relative Probendichte bei allen Proben G M ′
. . . G 1′ am zweiten Eingang des Addierers 1010 viermal
so hoch wie am Ausgang des Datenspeicherpuffers 1014.
Claims (20)
1. Zeitsynchronisiertes System mit einer Umsetzeinrichtung
(103-1, usw.; oder 128-1, usw.) für eine in verzögerter
Realzeit erfolgende Umwandlung eines ersten,
in Form einzelner Abfrageproben vorliegenden Zeitsignals
(G O; oder L O, usw.) in ein zweites, ebenfalls
in Form einzelner Abfrageproben vorliegendes Zeitsignal
(L O, usw.; oder G O′) entsprechend einer Menge
vorbestimmter Verarbeitungskenngrößen der Umsetzeinrichtung,
wobei die das eine der beiden Signale (z. B.
G O) darstellenden Proben eine n-dimensionale Informationskomponente
definieren, mit n gleich einer gegebenen
ganzen Zahl (2) von mindestens dem Wert 1, und
wobei die das andere der beiden Signale (z. B. L O, usw.)
darstellenden Proben eine gegebene Mehrzahl getrennter
Teilspektren (z. B. L O, L 1, L 2 . . . . G M ) des Frequenzspektrums
der n-dimensionalen Informationskomponente
definieren, wobei die Probendichte jedes derjenigen
Teilspektren, die frequenzmäßig niedriger als das
höchstfrequente Teilspektrum liegen, ein bestimmtes
Untervielfaches der Probendichte für das jeweils
nächst-höherfrequente Teilspektrum ist und wobei die
jeweiligen Proben für jedes der Teilspektren zeitlich
mit einer Folgefrequenz (Probenrate) erscheinen, die
direkt proportional der Pobendichte für das betreffende
Frequenzspektrum ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umsetzeinrichtung eine im
Multiplex betriebene Stufe (203-X oder 228-X in Fig. 2,
303-X oder 328-X in Fig. 3, 403-X oder 428-X in Fig. 4)
aufweist, die auf angelegte Taktsignale anspricht und
folgendes enthält:
eine Verarbeitungseinrichtung für in Probenform vorliegende Signale (600, 604, 610 in Fig. 6; 1002, 1006, usw. in Fig. 10), die mindestens einen Eingang (z. B. bei 604) und mindestens einen Ausgang (z. B. bei 610) hat und die erwähnte Menge vorbestimmter Verarbeitungskenngrößen hat;
eine Multiplexereinrichtung (602), die unter Steuerung durch eine gegebene Gruppe von Steuersignalen, welche durch die Taktsignale zeitsynchronisiert sind und die seriell an die Multiplexereinrichtung gelegt werden, selektiv das erste Signal oder das Ausgangssignal der Verarbeitungseinrichtung an den erwähnten einen Eingang der Verarbeitungseinrichtung legt;
eine Einrichtung zur wiederholten Erzeugung der gegebenen Gruppe von Steuersignalen (z. B. Fig. 5b) und zum seriellen Anlegen von Steuersignalen jeder wiederholten Gruppe an die Multiplexereinrichtung,
wobei die vorbestimmten Verarbeitungskenngrößen der Verarbeitungseinrichtung so sind, daß das zweite Signal als ein Ausgangssignal der im Multiplex betriebenen Stufe nach einer Anzahl wiederholter Erzeugungen der Gruppe von Steuersignalen erscheint, wobei diese Anzahl eine lineare Funktion der gegebenen Anzahl der Teilspektren ist.
eine Verarbeitungseinrichtung für in Probenform vorliegende Signale (600, 604, 610 in Fig. 6; 1002, 1006, usw. in Fig. 10), die mindestens einen Eingang (z. B. bei 604) und mindestens einen Ausgang (z. B. bei 610) hat und die erwähnte Menge vorbestimmter Verarbeitungskenngrößen hat;
eine Multiplexereinrichtung (602), die unter Steuerung durch eine gegebene Gruppe von Steuersignalen, welche durch die Taktsignale zeitsynchronisiert sind und die seriell an die Multiplexereinrichtung gelegt werden, selektiv das erste Signal oder das Ausgangssignal der Verarbeitungseinrichtung an den erwähnten einen Eingang der Verarbeitungseinrichtung legt;
eine Einrichtung zur wiederholten Erzeugung der gegebenen Gruppe von Steuersignalen (z. B. Fig. 5b) und zum seriellen Anlegen von Steuersignalen jeder wiederholten Gruppe an die Multiplexereinrichtung,
wobei die vorbestimmten Verarbeitungskenngrößen der Verarbeitungseinrichtung so sind, daß das zweite Signal als ein Ausgangssignal der im Multiplex betriebenen Stufe nach einer Anzahl wiederholter Erzeugungen der Gruppe von Steuersignalen erscheint, wobei diese Anzahl eine lineare Funktion der gegebenen Anzahl der Teilspektren ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die im Multiplex betriebene Stufe (203-X; 303-X; 403-X)
Teil eines Analysators ist (Fig. 6 oder 8) und daß das
erwähnte eine der beiden Signale (G EIN ) das erste Signal
ist und daß das erwähnte andere der beiden Singale
(L EIN . . . . G M ) das zweite Signal ist.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verarbeitungseinrichtung (600, 604, 610 in
Fig. 6) eine Einrichtung (610) aufweist, die einen Datengeschwindigkeitspuffer
enthält, um in den Speicher
dieses Puffers Proben einzelner Probengruppen einzuschreiben,
die in jeder der n Dimensionen dezimiert
worden sind, wobei jeder dieser Gruppen ein gesondertes
Exemplar der erwähnten Teilspektren entspricht;
daß die Multiplexereinrichtung (600, 602) eine erste Einrichtung (in 600) enthält, um aus dem Puffer die gespeicherten Proben aller Gruppen mit Ausnahme derjenigen Gruppe (G M ) auszulesen, die dem niedrigstfrequenten Teilspektrum entspricht, wobei für jede Probengruppe die zeitliche Reihenfolge der jeweils zugehörigen Proben einem vorgegebenen Format folgt, das im Einklang mit den wiederholten Gruppen von Steuersignalen bestimmt worden ist;
daß die Multiplexereinrichtung (600, 602) ferner einen Zwei-auf-Eins-Multiplexer (602) enthält, der als ersten Eingang das erste Signal und als zweiten Eingang das Ausgangssignal des Puffers empfängt,um die einzelnen Proben des ersten Signals und des Ausgangssignals des Puffers in einer bestimmten zeitlichen Reihenfolge zu einem einzigen seriellen Ausgangsstrom von Proben kombinieren, der an den besagten Eingang der Verarbeitungseinrichtung gelegt wird;
daß die den Puffer enthaltende Einrichtung ferner eine Faltungsfilterschaltung (604, 610) aufweist, um den an den besagten einen Eingang der Verarbeitungseinrichtung gelegten einzigen Probenstrom in jeder der n Dimensionen zu filtern und dadurch einen einzigen Strom gefilterten Proben (aus 610) zu liefern, die dem Datengeschwindigkeitspuffer angelegt werden, um bei der Einschreibung der dezimierten Proben der einzelnen Gruppen in den Speicher verwendet zu werden;
daß die den Puffer enthaltende Einrichtung die Dezimierung in jeder der n Dimensionen an mindestens einem Punkt dieser Einrichtung durchgeführt, der zwischen dem besagten einen Eingang der Verarbeitungseinrichtung und dem Eingang des Puffers liegt, und daß die dezimierten Proben der einzelnen Gruppen in den Speicher im Puffer eingeschrieben werden.
daß die Multiplexereinrichtung (600, 602) eine erste Einrichtung (in 600) enthält, um aus dem Puffer die gespeicherten Proben aller Gruppen mit Ausnahme derjenigen Gruppe (G M ) auszulesen, die dem niedrigstfrequenten Teilspektrum entspricht, wobei für jede Probengruppe die zeitliche Reihenfolge der jeweils zugehörigen Proben einem vorgegebenen Format folgt, das im Einklang mit den wiederholten Gruppen von Steuersignalen bestimmt worden ist;
daß die Multiplexereinrichtung (600, 602) ferner einen Zwei-auf-Eins-Multiplexer (602) enthält, der als ersten Eingang das erste Signal und als zweiten Eingang das Ausgangssignal des Puffers empfängt,um die einzelnen Proben des ersten Signals und des Ausgangssignals des Puffers in einer bestimmten zeitlichen Reihenfolge zu einem einzigen seriellen Ausgangsstrom von Proben kombinieren, der an den besagten Eingang der Verarbeitungseinrichtung gelegt wird;
daß die den Puffer enthaltende Einrichtung ferner eine Faltungsfilterschaltung (604, 610) aufweist, um den an den besagten einen Eingang der Verarbeitungseinrichtung gelegten einzigen Probenstrom in jeder der n Dimensionen zu filtern und dadurch einen einzigen Strom gefilterten Proben (aus 610) zu liefern, die dem Datengeschwindigkeitspuffer angelegt werden, um bei der Einschreibung der dezimierten Proben der einzelnen Gruppen in den Speicher verwendet zu werden;
daß die den Puffer enthaltende Einrichtung die Dezimierung in jeder der n Dimensionen an mindestens einem Punkt dieser Einrichtung durchgeführt, der zwischen dem besagten einen Eingang der Verarbeitungseinrichtung und dem Eingang des Puffers liegt, und daß die dezimierten Proben der einzelnen Gruppen in den Speicher im Puffer eingeschrieben werden.
4.System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Multiplexereinrichtung (600, 602) ferner
eine zweite Einrichtung (in 600) enthält, um während
vorgewählter Probenperioden im erwähnten vorbestimmten
Zeitfolgeformat die Gruppe derjenigen Proben (G M ), die
dem gespeicherten niedrigstfrequenten Teilspektrum entspricht,
als ein unabhängiges zweites ausgelesenes Ausgangssignal
des Puffers abzuleiten;
daß die Verarbeitungseinrichtung ferner eine Einrichtung (606, 608, 612-618) zur weiteren Verarbeitung der gefilterten Proben (L EIN . . . L M-1) enthält und eine Einrichtung (620) aufweist, um die weiterverarbeiteten gefilterten Proben mit den Proben des niedrigstfrequenten Teilspektrums aus dem zweiten ausgelesenen Ausgangssignal derart zu kombinieren, daß als Ausgangssignal der Verarbeitungseinrichtung ein einziger serieller Strom von Proben erscheint, der das zweite Signal darstellt.
daß die Verarbeitungseinrichtung ferner eine Einrichtung (606, 608, 612-618) zur weiteren Verarbeitung der gefilterten Proben (L EIN . . . L M-1) enthält und eine Einrichtung (620) aufweist, um die weiterverarbeiteten gefilterten Proben mit den Proben des niedrigstfrequenten Teilspektrums aus dem zweiten ausgelesenen Ausgangssignal derart zu kombinieren, daß als Ausgangssignal der Verarbeitungseinrichtung ein einziger serieller Strom von Proben erscheint, der das zweite Signal darstellt.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die im Multiplex betriebene Stufe zu einer Umsetzeinrichtung
gehört, die nach einem Burt-Pyramiden-Algorithmus
arbeitet und daß die Einrichtung zur weiteren
Verarbeitung der gefilterten Proben folgendes enthält:
eine Subtrahierschaltung (608);
eine Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung (614-618), die auf die gefilterten Proben anspricht, um die Probendichte einer jeden Gruppe der gefilterten Proben in jeder der n Dimensionen zurück auf die Probendichte vor deren Dezimierung zu erhöhen und dadurch einen einzigen seriellen Strom interpolierter Proben zu liefern, die einem Minus-Eingang der Subtrahierschaltung angelegt werden;
eine Verzögerungseinrichtung (606) zum Anlegen des seriellen Ausgangsstroms der Proben aus der Multiplexereinrichtung an einen Plus-Eingang der Subtrahierschaltung derart, daß zusammengehörige Proben am Plus- und Minus-Eingang der Subtrahierschaltung zeitlich koinzident erscheinen, so daß das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung, das die weiterverarbeiteten gefilterten Proben enthält, ein einziger Probenstrom ist, der alle Teilspektren mit Ausnahme des niedrigstfrequenten Teilspektrums definiert.
eine Subtrahierschaltung (608);
eine Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung (614-618), die auf die gefilterten Proben anspricht, um die Probendichte einer jeden Gruppe der gefilterten Proben in jeder der n Dimensionen zurück auf die Probendichte vor deren Dezimierung zu erhöhen und dadurch einen einzigen seriellen Strom interpolierter Proben zu liefern, die einem Minus-Eingang der Subtrahierschaltung angelegt werden;
eine Verzögerungseinrichtung (606) zum Anlegen des seriellen Ausgangsstroms der Proben aus der Multiplexereinrichtung an einen Plus-Eingang der Subtrahierschaltung derart, daß zusammengehörige Proben am Plus- und Minus-Eingang der Subtrahierschaltung zeitlich koinzident erscheinen, so daß das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung, das die weiterverarbeiteten gefilterten Proben enthält, ein einziger Probenstrom ist, der alle Teilspektren mit Ausnahme des niedrigstfrequenten Teilspektrums definiert.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die den Puffer enthaltende Einrichtung die Dezimierung
in einer ersten der n Dimensionen an einer Stelle durchführt,
die innerhalb der Faltungsfilterschaltung liegt.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Faltungsfilterschaltung eine Mehrphasenfilter-
und Dezimierungsschaltung (Fig. 9a oder 9b) enthält,
um die Dezimierung in der ersten der n Dimensionen
durchzuführen.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mehrphasenfilter- und Dezimierungsschaltung (Fig. 9a)
mit ausgangsseitiger Gewichtung arbeitet.
9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mehrphasenfilter- und Dezimierungsschaltung (Fig. 9b)
mit eingangsseitiger Gewichtung arbeitet.
10. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die den Puffer enthaltende Einrichtung die Dezimierung
in mindestens einer ersten der n Dimensionen an einer
Stelle durchführt, die hinter der Faltungsfilterschaltung
liegt.
11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die den Puffer enthaltende Einrichtung die Dezimierung
in allen n Dimensionen an einer Stelle durchführt, die
hinter der Faltungsfilterschaltung liegt.
12. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die im Multiplex betriebene Stufe (Fig. 8) zu
einer Umsetzeinrichtung mit FSD-Pyramiden-Algorithmus
gehört;
daß die den Puffer enthaltende Einrichtung (800) die Dezimierung in allen n Dimensionen an einer Stelle durchführt, die hinter der Faltungsfilterschaltung liegt;
daß die Einrichtung zur weiteren Verarbeitung der gefilterten Proben folgendes enthält: eine Subtrahierschaltung (808); eine Einrichtung zum direkten Anlegen des einzigen Stroms gefilterter Proben (von 810) an einen Minus-Eingang der Subtrahierschaltung; eine Verzögerungseinrichtung (806) zum Anlegen des seriellen Probenstroms vom Ausgang der Multiplexereinrichtung an einen Plus-Eingang der Subtrahierschaltung derart, daß zusammengehörige Proben am Plus- und Minus-Eingang der Subtrahierschaltung zeitlich koinzident erscheinen, so daß das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung, das die weiterverarbeiteten gefilterten Proben enthält, ein einziger Strom von Proben ist (L EIN . . . L M-1), der alle Teilspektren mit Ausnahme des niedrigstfrequenten Teilspektrums definiert.
daß die den Puffer enthaltende Einrichtung (800) die Dezimierung in allen n Dimensionen an einer Stelle durchführt, die hinter der Faltungsfilterschaltung liegt;
daß die Einrichtung zur weiteren Verarbeitung der gefilterten Proben folgendes enthält: eine Subtrahierschaltung (808); eine Einrichtung zum direkten Anlegen des einzigen Stroms gefilterter Proben (von 810) an einen Minus-Eingang der Subtrahierschaltung; eine Verzögerungseinrichtung (806) zum Anlegen des seriellen Probenstroms vom Ausgang der Multiplexereinrichtung an einen Plus-Eingang der Subtrahierschaltung derart, daß zusammengehörige Proben am Plus- und Minus-Eingang der Subtrahierschaltung zeitlich koinzident erscheinen, so daß das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung, das die weiterverarbeiteten gefilterten Proben enthält, ein einziger Strom von Proben ist (L EIN . . . L M-1), der alle Teilspektren mit Ausnahme des niedrigstfrequenten Teilspektrums definiert.
13. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das bestimmte Untervielfache gleich 1/2 n ist.
14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß es ferner eine erste Analysatorstufe (203-1)
enthält, die auf ein angelegtes, in Form einzelner
Proben vorliegendes Original-Zeitsignal (G O) anspricht,
das eine n-dimensionale Information mit einem
Frequenzspektrum definiert, welches größer ist
als das Frequenzspektrum des ersten Signals (G 1),
dessen Probendichte das 2 n -fache der Probendichte
des Originalsignals ist;
daß die erste Analysatorstufe das Frequenzspektrum des Originalsignals in ein einziges Teilspektrum (L O), das über das höchstfrequente Teilspektrum (L 1) des ersten Signals (G 1) hinausgeht, und in das erste Signal (G 1) zerlegt, wobei das einzige Teilspektrum (L O) die gleiche Probendichte wie das Originalsignal hat und wobei die einzelnen Proben des Originalsignals und das einzige Teilspektrum dieses Signals jeweils zeitlich als serieller Probenstrom mit einer Probenrate erscheinen, die direkt proportional ihrer Probendichte ist.
daß die erste Analysatorstufe das Frequenzspektrum des Originalsignals in ein einziges Teilspektrum (L O), das über das höchstfrequente Teilspektrum (L 1) des ersten Signals (G 1) hinausgeht, und in das erste Signal (G 1) zerlegt, wobei das einzige Teilspektrum (L O) die gleiche Probendichte wie das Originalsignal hat und wobei die einzelnen Proben des Originalsignals und das einzige Teilspektrum dieses Signals jeweils zeitlich als serieller Probenstrom mit einer Probenrate erscheinen, die direkt proportional ihrer Probendichte ist.
15. System nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Originalsignal ein Videosignal ist, welches
eine Informationskomponente definiert, die ein
horizontal und vertikal abgetastetes zweidimensionales
räumliches Bild darstellt.
16. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Signal ein Videosignal ist, welches eine
Informationskomponente definiert, die ein horizontal
und vertikal abgetastetes zweidimensionales räumliches
Bild darstellt.
17. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die im Multiplex betriebene Stufe (228-X; 328-X;
428-X) zu einem Synthetisierer gehört und daß das
besagte eine der beiden Signale das zweite Signal
ist (L EIN . . . G M ) und daß das besagte andere der beiden
Signale das erste Signal ist (G EIN ).
18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Signal (G EIN ′) aus einem einzigen
seriellen Strom von Proben besteht, welche die einzelnen
Teilspektren definieren (L EIN ′. . . G M ′), wobei
die Proben der verschiedenen Teilspektren in
einem ersten vorbestimmten Zeitfolgeformat angeordnet
sind, welches jeder der wiederholten Gruppen von
Steuersignalen entspricht, so daß jede Probe des
niedrigstfrequenten Spektrums (G M ′) in einer Probenperiode
bekannter Ordnungszahl der Probenperioden des
ersten Signals erscheint;
daß die Verarbeitungseinrichtung eine Anordnung aufweist, die einen Datengeschwindigkeitspuffer (1014) und eine Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung (1000, 1002, 1004, 1006) enthält, wobei der Puffer einen ersten seriellen Probenstrom vom besagten einen Ausgang der Verarbeitungseinrichtung empfängt um ihn zu speichern und um einen zweiten seriellen Strom gespeicherter Daten als Eingangssignal zur Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung zu liefern;
daß die Multiplexereinrichtung (1010) folgendes enthält: einen Addierer (1010), der einen zum Empfang des erten Signals angeschlossenen ersten Eingang hat, um an seinem Ausgang einen dritten seriellen Probenstrom zu liefern, der aus Proben des ersten seriellen Probenstroms gemischt mit Proben des zweiten Signals besteht; einen Eins-auf-Zwei-Multiplexer (1012) zur Aufteilung des dritten seriellen Probenstroms in den ersten seriellen Probenstrom und das zweite Signal und zum Anlegen des ersten seriellen Probenstroms an den erwähnten einen Eingang der Verarbeitungseinrichtung; einen Zwei-auf-Eins-Multiplexer (1008), der eine Nullwert-Probe an einen zweiten Eingang des Addierers nur während aller solcher Probenperioden legt, die von einer dem niedrigstfrequenten Teilspektrum zugeordneten Probe des ersten Signals belegt wird, und der das Ausgangssignal der Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung während aller anderen Probenperioden des ersten Signals auf den zweiten Eingang des Addierers gibt, so daß Proben des dritten und des vierten seriellen Probenstroms jeweils in Gruppen angeordnet sind, die dem ersten vorbestimmten Zeitfolgeformat der einzelnen Teilspektren-Proben des ersten Signals entsprechen;
daß der Puffer derart betrieben wird, daß er den zweiten seriellen Strom gespeicherter Proben in einem zweiten vorbestimmten Zeitfolgeformat ausliest, wobei die Proben jeder einzelnen Gruppe im zweiten seriellen Strom jeweils Probenperioden belegen, die denjenigen Probenperioden entsprechen, welche im ersten Signal von den Proben des jeweils nächst-höherfrequenten Teilspektrums eingenommen werden;
daß die Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung die Probendichte jeder Gruppe der Proben des zweiten seriellen Stroms um ein Vielfaches erhöht, das gleich dem Kehrwert des bestimmten Untervielfachen ist.
daß die Verarbeitungseinrichtung eine Anordnung aufweist, die einen Datengeschwindigkeitspuffer (1014) und eine Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung (1000, 1002, 1004, 1006) enthält, wobei der Puffer einen ersten seriellen Probenstrom vom besagten einen Ausgang der Verarbeitungseinrichtung empfängt um ihn zu speichern und um einen zweiten seriellen Strom gespeicherter Daten als Eingangssignal zur Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung zu liefern;
daß die Multiplexereinrichtung (1010) folgendes enthält: einen Addierer (1010), der einen zum Empfang des erten Signals angeschlossenen ersten Eingang hat, um an seinem Ausgang einen dritten seriellen Probenstrom zu liefern, der aus Proben des ersten seriellen Probenstroms gemischt mit Proben des zweiten Signals besteht; einen Eins-auf-Zwei-Multiplexer (1012) zur Aufteilung des dritten seriellen Probenstroms in den ersten seriellen Probenstrom und das zweite Signal und zum Anlegen des ersten seriellen Probenstroms an den erwähnten einen Eingang der Verarbeitungseinrichtung; einen Zwei-auf-Eins-Multiplexer (1008), der eine Nullwert-Probe an einen zweiten Eingang des Addierers nur während aller solcher Probenperioden legt, die von einer dem niedrigstfrequenten Teilspektrum zugeordneten Probe des ersten Signals belegt wird, und der das Ausgangssignal der Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung während aller anderen Probenperioden des ersten Signals auf den zweiten Eingang des Addierers gibt, so daß Proben des dritten und des vierten seriellen Probenstroms jeweils in Gruppen angeordnet sind, die dem ersten vorbestimmten Zeitfolgeformat der einzelnen Teilspektren-Proben des ersten Signals entsprechen;
daß der Puffer derart betrieben wird, daß er den zweiten seriellen Strom gespeicherter Proben in einem zweiten vorbestimmten Zeitfolgeformat ausliest, wobei die Proben jeder einzelnen Gruppe im zweiten seriellen Strom jeweils Probenperioden belegen, die denjenigen Probenperioden entsprechen, welche im ersten Signal von den Proben des jeweils nächst-höherfrequenten Teilspektrums eingenommen werden;
daß die Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung die Probendichte jeder Gruppe der Proben des zweiten seriellen Stroms um ein Vielfaches erhöht, das gleich dem Kehrwert des bestimmten Untervielfachen ist.
19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
das bestimmte Untervielfache gleich 1/2 n ist.
20. System nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine
solche Ausbildung des ersten vorbestimmten Zeitfolgeformats,
nach dem die Proben der Teilspektren des
ersten Signals zeitlich geordnet sind, daß wenn der
Eins-auf-Zwei-Multiplexer zur Trennung der ungeradzahligen
Proben des dritten seriellen Probenstroms
von den geradzahligen Proben dieses Probenstroms betrieben
wird, die Proben des dritten seriellen Probenstroms
in die Proben des ersten seriellen Stroms
und in die Proben des zweiten Signals aufgeteilt
werden.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/768,809 US4709394A (en) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | Multiplexed real-time pyramid signal processing system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3628349A1 true DE3628349A1 (de) | 1987-03-05 |
DE3628349C2 DE3628349C2 (de) | 1989-02-23 |
Family
ID=25083544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863628349 Granted DE3628349A1 (de) | 1985-08-23 | 1986-08-21 | System zur verarbeitung von signalen nach einem pyramiden-algorithmus in realzeit |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4709394A (de) |
JP (1) | JPS6353677A (de) |
KR (1) | KR900001449B1 (de) |
CA (1) | CA1261082A (de) |
DE (1) | DE3628349A1 (de) |
FR (1) | FR2586517B1 (de) |
GB (1) | GB2179818B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3631333A1 (de) * | 1985-09-16 | 1987-03-26 | Rca Corp | Anordnung zur programmierbaren signalverarbeitung in realzeit in mehreren aufloesungen |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2181318B (en) * | 1985-10-04 | 1989-12-28 | Sony Corp | Two-dimensional finite impulse response filters |
EP0262460A3 (de) * | 1986-09-30 | 1989-10-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung zur optimierten Gewichtung uebertragener Transformationskoeffizienten bei Transformationscodierern zum Zwecke der Minimierung von Faltungsverzerrungen |
US4817182A (en) * | 1987-05-04 | 1989-03-28 | General Electric Company | Truncated subband coding of images |
NL8701261A (nl) * | 1987-05-27 | 1988-12-16 | Philips Nv | Televisie-overdrachtsysteem met pyramidale kodeer/dekodeerschakeling. |
US4849810A (en) * | 1987-06-02 | 1989-07-18 | Picturetel Corporation | Hierarchial encoding method and apparatus for efficiently communicating image sequences |
US5122873A (en) * | 1987-10-05 | 1992-06-16 | Intel Corporation | Method and apparatus for selectively encoding and decoding a digital motion video signal at multiple resolution levels |
US4982283A (en) * | 1988-05-06 | 1991-01-01 | General Electric Company | Line-sequential pyramid processing of a plurality of raster-scanned image variables |
US5473555A (en) * | 1988-08-18 | 1995-12-05 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for enhancing frequency domain analysis |
EP0356598B1 (de) * | 1988-08-30 | 1993-06-16 | International Business Machines Corporation | Digitales Filter für einen Sigma-Delta-Dekoder |
US4974187A (en) | 1989-08-02 | 1990-11-27 | Aware, Inc. | Modular digital signal processing system |
US5068813A (en) * | 1989-11-07 | 1991-11-26 | Mts Systems Corporation | Phased digital filtering in multichannel environment |
US4991010A (en) * | 1989-11-13 | 1991-02-05 | Eastman Kodak Company | Dual-mode image interpolation filter operable in a first mode for storing interpolation coefficients and in a second mode for effecting television standards conversion at a pixel rate |
US4969204A (en) * | 1989-11-29 | 1990-11-06 | Eastman Kodak Company | Hybrid residual-based hierarchical storage and display method for high resolution digital images in a multiuse environment |
US5077810A (en) * | 1990-07-19 | 1991-12-31 | Eastman Kodak Company | Distributed digital signal processing system using standard resolution processors for a high resolution sensor |
US5414469A (en) * | 1991-10-31 | 1995-05-09 | International Business Machines Corporation | Motion video compression system with multiresolution features |
US5359674A (en) * | 1991-12-11 | 1994-10-25 | David Sarnoff Research Center, Inc. | Pyramid processor integrated circuit |
US6181826B1 (en) * | 1992-07-22 | 2001-01-30 | Eastman Kodak Company | Method and associated apparatus for achieving additional signal level resolution from a quantized digital representation of an image |
EP0610604A1 (de) * | 1993-02-11 | 1994-08-17 | Agfa-Gevaert N.V. | Mehrfachverarbeitung von Röntgenbildern unter Verwendung einer pyramidalen Bildzerlegung |
US5428549A (en) * | 1993-05-28 | 1995-06-27 | Abb Power T&D Company | Transmission line fault location system |
GB9311942D0 (en) * | 1993-06-09 | 1993-07-28 | Kodak Ltd | Digital signal processing |
US5717789A (en) * | 1993-09-08 | 1998-02-10 | California Institute Of Technology | Image enhancement by non-linear extrapolation in frequency space |
US6005983A (en) * | 1993-09-08 | 1999-12-21 | California Institutue Of Technology | Image enhancement by non-linear extrapolation in frequency space |
FI96260C (fi) * | 1993-10-29 | 1996-05-27 | Rautaruukki Oy | Suodatusmenetelmä ja suodatin |
US5835637A (en) * | 1995-03-20 | 1998-11-10 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for sharpening an image by scaling spatial residual components during image reconstruction |
US5689562A (en) * | 1996-07-16 | 1997-11-18 | Ericsson, Inc. | Method for transmitting superimposed image data in a radio frequency communication system |
US5940117A (en) * | 1996-07-16 | 1999-08-17 | Ericsson, Inc. | Method for transmitting multiresolution image data in a radio frequency communication system |
JP3164031B2 (ja) * | 1997-05-30 | 2001-05-08 | 日本ビクター株式会社 | 動画像符号化復号化装置、動画像符号化復号化方法、及び動画像符号化記録媒体 |
US6151682A (en) * | 1997-09-08 | 2000-11-21 | Sarnoff Corporation | Digital signal processing circuitry having integrated timing information |
KR100252045B1 (ko) * | 1997-11-11 | 2000-04-15 | 윤종용 | 비디오 신호처리장치에서 스케일러 메모리 제어장치 및 그방법 |
EP0938061B1 (de) * | 1998-02-02 | 2003-06-04 | IMEC vzw | Verfahren und System zur iterativen Filterung von multidimensionalen Datenstrukturen |
US6640015B1 (en) | 1998-06-05 | 2003-10-28 | Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum (Imec Vzw) | Method and system for multi-level iterative filtering of multi-dimensional data structures |
US7317841B2 (en) * | 2003-12-22 | 2008-01-08 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | System and method for image noise reduction using a minimal error spatiotemporal recursive filter |
TW201002055A (en) * | 2008-06-24 | 2010-01-01 | Sunplus Technology Co Ltd | Image format conversion system |
JP5173873B2 (ja) * | 2008-11-20 | 2013-04-03 | キヤノン株式会社 | 画像符号化装置及びその制御方法 |
JP5116650B2 (ja) * | 2008-12-10 | 2013-01-09 | キヤノン株式会社 | 画像符号化装置及びその制御方法 |
JP5629642B2 (ja) * | 2011-05-19 | 2014-11-26 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | 動画像撮影装置、情報処理システム、情報処理装置、および画像データ処理方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3423484A1 (de) * | 1983-06-27 | 1985-01-10 | Rca Corp., New York, N.Y. | Realzeit-spektralanalyse elektrischer signale und bildtransformationstechniken sowie einrichtung zur realzeit-signalverarbeitung nach einer hierarchischen pyramide |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4389538A (en) * | 1981-01-12 | 1983-06-21 | Rockwell International Corporation | Multiplexer for single-octave data processor |
US4447886A (en) * | 1981-07-31 | 1984-05-08 | Meeker G William | Triangle and pyramid signal transforms and apparatus |
US4674125A (en) * | 1983-06-27 | 1987-06-16 | Rca Corporation | Real-time hierarchal pyramid signal processing apparatus |
GB2143046B (en) * | 1983-06-27 | 1986-12-10 | Rca Corp | Real-time hierarchal signal processing apparatus |
GB8329109D0 (en) * | 1983-11-01 | 1983-12-07 | Rca Corp | Perceived signal-to-noise ratio of displayed images |
US4694413A (en) * | 1984-07-19 | 1987-09-15 | Rca Corporation | Compact-structure input-weighted multitap digital filters |
US4603350A (en) * | 1984-12-21 | 1986-07-29 | Rca Corporation | Interlaced digital video input filter/decimator and/or expander/interpolator filter |
-
1985
- 1985-08-23 US US06/768,809 patent/US4709394A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-08-07 CA CA000515536A patent/CA1261082A/en not_active Expired
- 1986-08-19 GB GB8620142A patent/GB2179818B/en not_active Expired
- 1986-08-21 DE DE19863628349 patent/DE3628349A1/de active Granted
- 1986-08-21 FR FR868611964A patent/FR2586517B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1986-08-21 JP JP61197028A patent/JPS6353677A/ja active Granted
- 1986-08-23 KR KR1019860006990A patent/KR900001449B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3423484A1 (de) * | 1983-06-27 | 1985-01-10 | Rca Corp., New York, N.Y. | Realzeit-spektralanalyse elektrischer signale und bildtransformationstechniken sowie einrichtung zur realzeit-signalverarbeitung nach einer hierarchischen pyramide |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RCA Engineer, 29-6, Nov./Dez.1984, "Pyramid methods in image processing" * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3631333A1 (de) * | 1985-09-16 | 1987-03-26 | Rca Corp | Anordnung zur programmierbaren signalverarbeitung in realzeit in mehreren aufloesungen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2586517B1 (fr) | 1991-11-22 |
CA1261082A (en) | 1989-09-26 |
JPS6353677A (ja) | 1988-03-07 |
DE3628349C2 (de) | 1989-02-23 |
KR900001449B1 (ko) | 1990-03-10 |
JPH0480424B2 (de) | 1992-12-18 |
FR2586517A1 (fr) | 1987-02-27 |
US4709394A (en) | 1987-11-24 |
GB2179818A (en) | 1987-03-11 |
GB8620142D0 (en) | 1986-10-01 |
KR870002538A (ko) | 1987-03-31 |
GB2179818B (en) | 1989-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3628349C2 (de) | ||
DE3233288C2 (de) | ||
DE3631333C2 (de) | ||
DE3202365C2 (de) | Datenspeicher mit Fensterabtastung | |
DE3629984C2 (de) | ||
DE3209073C2 (de) | Anordnung zum Umsetzen der Zahl von Abtastlinien | |
DE3512278C3 (de) | Bildsignalverarbeitungsvorrichtung | |
EP0069325A2 (de) | Verfahren zur Wandlung der Zeilenzahl | |
DE2824561A1 (de) | Zeilenzahlwandler | |
DE10150428A1 (de) | Verfahren zur Erzeugung dreidimensionaler, mehrfachaufgelöster Volumenbilder eines Untersuchungsobjekts | |
DE2403233A1 (de) | Digitales filter | |
DE3638852A1 (de) | Bildverarbeitungsgeraet und -verfahren | |
DE4215094C2 (de) | Bildverarbeitungsverfahren und -vorrichtung | |
DE2629326B2 (de) | Verfahren zur reduktion des numerischen bzw. digitalen uebertragungsdurchsatzes bei der uebertragung von videosignalen | |
EP0494990B1 (de) | Verfahren zur übertragung eines signals | |
EP0554790B1 (de) | Verfahren zur Abtastratenumsetzung eines digitalen Videosignals | |
EP0974105A2 (de) | Verfahren zur mehrdimensionalen, diskreten wavelet-transformation und transformationseinheit zur durchführung des verfahrens | |
DE2837120A1 (de) | Verfahren und anordnung zur verarbeitung von pal-farbfernsehsignalen in digitaler form | |
DE3338855C2 (de) | ||
DE69910370T2 (de) | Kaskadierung von aufwärtsumsetzung und abwärtumsetzung | |
DE19601564A1 (de) | Digitale Bildinterpolationsvorrichtung mit einer Vielzahl von Interpolationskernen | |
DE69636139T2 (de) | Hierarchische Kodierungs- Dekodierungs-Vorrictung mit Speichervorrichtung für ein digitales Bildsignal | |
DE3624030C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Verminderung der Probenrate eines Digitalsignals | |
DE60022282T2 (de) | Vorrichtung zur Bewegungskompensation für digitale Videoformat-Abwärtskonvertierung | |
DE69533657T2 (de) | Synthese-Teilbandfilter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) |