DE3628349C2

DE3628349C2 -

Info

Publication number: DE3628349C2
Application number: DE3628349A
Authority: DE
Inventors: Roger Frank Lawrenceville N.J. Us Bessler; James Henry Hopewell N.J. Us Arbeiter; Joseph Owen Pennington N.J. Us Sinniger
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1985-08-23
Filing date: 1986-08-21
Publication date: 1989-02-23
Also published as: US4709394A; FR2586517A1; DE3628349A1; GB2179818A; KR870002538A; FR2586517B1; KR900001449B1; JPS6353677A; CA1261082A; JPH0480424B2; GB2179818B; GB8620142D0

Description

Die Erfindung betrifft ein zeitsynchronisiertes System zur Signalverarbeitung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein System dieser Gattung ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift 34 23 484 bekannt.

Es gibt Methoden der Signalverarbeitung, bei denen das zu behandelnde Signal durch Filterung in verschiedene Teilsignale zerlegt wird, die dann einzeln auf interessierende Merkmale hin untersucht werden können und auch gewünschtenfalls nach individueller Bearbeitung wieder zu einem Gesamtsignal zusammengesetzt werden können. Insbesondere auf dem Gebiet der Bildsignalverarbeitung wurden in den letzten Jahren Verfahren entwickelt, bei denen aus dem Eingangssignal verschiedene Kopien gezogen werden, die sich durch fortschreitend geringere Auflösung unterscheiden. Betrachtet man das Originalsignal als Folge diskreter Abfragewerte oder "Proben", dann lassen sich die besagten Kopien jeweils als Probenfolge geringerer Dichte darstellen, wobei die Probendichte von Kopie zu Kopie schrittweise abnimmt. Die einzelnen Kopien sind also von Exemplar zur Exemplar durch immer weniger Proben bestimmt, ähnlich dem Aufbau einer Pyramide, die von Ebene zu Ebene eine immer geringer werdende Anzahl von Bausteinen enthält. Dementsprechend wird ein solches Schema der Signalzerlegung auch als "Pyramide" bezeichnet.

Die Gewinnung der einzelnen Pyramidenbausteine, also die Ermittlung der Signalproben für die einzelnen Ebenen der Pyramide aus den Proben des Originalsignals, kann nach unterschiedlichen Vorschriften erfolgen. Zwei Beispiele für entprechende Algorithmen (und einige interessante praktische Anwendungen) zeigt die Arbeit von E. H. Adelson u. a. "Pyramid methods in image processing", abgedruckt in RCA Engineer, 29-6, Nov/Dec 1984. Der einfachste Pyramidenalgorithmus besteht darin, das Originalsignal verschiedenen Tiefpaßfilterungen mit zunehmend geringerer Grenzfrequenz
zu unterwerfen, wobei man durch Unterabtastung die Proben zunehmend verminderter Dichte für die einzelnen Pyramidenebenen erhält. Interessantere Ergebnisse als eine solche Tiefpaß-Pyramide liefert jedoch eine Bandpaß-Pyramide, die sich dadurch erhalten läßt, daß man jede Ebene der Tiefpaß- Pyramide von der nächst niedrigeren Ebene dieser Pyramide subtrahiert. Weil sich diese Ebenen in ihrer Probendichte unterscheiden, ist es notwendig, zwischen den Proben einer Ebene neue Proben durch Interpolation einzufügen, bevor diese Ebene von der nächst niedrigeren Ebene subtrahiert wird. Ein entsprechender Algorithmus wurde von P. J. Burt entwickelt und ist ausführlich in der eingangs erwähnten Deutschen Offenlegungsschrift beschrieben. Der besagte Burt- Pyramidenalgorithmus erfordert für jede Ebene neben einem Faltungsfilter und der zur Verminderung der Probendichte benötigten Dezimierschaltung auch eine Schaltung zur Interpolation zusätzlicher Proben aus den dezimierten Proben und zur Erweiterung oder "Expandierung" der Proben für die Subtraktion mit den Proben der nächsten Ebene. Ein alternativer, ebenfalls in der genannten Offenlegungsschrift beschriebener Pyramidenalgorithmus arbeitet nur mit Filterung, Subtraktion und Dezimierung und wird daher abgekürzt als FSD-Pyramidenalgorithmus bezeichnet. Auf die beiden vorgenannten Algorithmen wird an späterer Stelle, in Verbindung mit der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, noch einmal näher eingegangen werden.

Zur Literatur sei ferner auf die in der Einleitung der erwähnten Offenlegungsschrift aufgeführten Fachveröffentlichungen verwiesen, sowie zusätzlich auf das Buch "Multirate Digital Signal Processing" von C. Rochiere u. a. (erschienen 1983 im Verlag Prentice Hall, Inc.), wo auf den Seiten 79-88 die Verwendung von Mehrphasenkomponentenfiltern zur Dezimierung und Interpolation bei ganzzahligen Änderungen der Abfragefrequenz (Probenrate) beschrieben ist.

Das aus der erwähnten Offenlegungsschrift bekannte, nach einem hierarchischen Pyramidenalgorithmus arbeitende System, verwendet eine Pipeline-Architektur, 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 (Analyse) und aus dem zerlegten Frequenzspektrum wieder ein solches abgefragtes zeitliches Signal in verzögerter Realzeit zusammenzusetzen (Synthese). Bei dem erwähnten Spektrum kann es sich z. B. um das zweidimensionale Raumfrequenzspektrum eines Fernsehbildes handeln, das durch ein abgefragtes Videosignal definiert ist. Das bekannte System enthält sowohl in der zerlegenden Einrichtung (Analysator) als auch in der zusammengesetzten Einrichtung (Synthetisierer) eine Vielzahl von Verarbeitungsstufen, jeweils eine für jedes Teilspektrum in jeder Dimension, um die verschiedenen Ebenen des Pyramidenalgorithmus zu realisieren. Jede Verarbeitungsstufe bildet eine gesonderte Schaltungsanordnung, deren jede z. B. bei Anwendung des Burt-Pyramidenalgorithmus eine digitale Faltungsfilter- und Dezimierschaltung und eine Erweiterungs- und Interpolationsfilterschaltung aufweisen muß. Der erforderliche Schaltungsaufwand (Hardware) für die Bereitstellung aller dieser Stufen ist recht groß und kompliziert und daher sehr teuer.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verminderung des Schaltungsaufwandes für ein Signalverarbeitungssystem, das in der Realzeit Signale nach einem hierarchischen Pyramidenalgorithmus 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). Ausgehend von einem System der eingangs erwähnten Gattung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Signalverarbeitungssystem zeichnet sich dadurch aus, daß es eine Multiplextechnik benutzt, um den apparativen Aufwand (Hardware), der zur Realisierung des Pyramidenalgorihtmus erforderlich ist, drastisch zu vermindern. Diese Multiplextechnik gestattet es einer einzigen Hardware-Stufe, alle Funktionen durchzuführen, die bisher durch eine Vielzahl von Stufen einer mit Pyramidenalgorithmus arbeitenden Zerlegungseinrichtung (Pyramiden- Analysator) oder Syntheseeinrichtung (Pyramiden- Synthetisierer) durchgeführt wurden. Die Erfindung nutzt hierbei die hierarchische Natur des Pyramidenalgorithmus.

Die durch das erfindungsgemäße System bewirkte Einsparung an Schaltungsaufwand gegenüber dem aus der genannten Offenlegungsschrift bekannten Stand der Technik ist besonders drastisch, wenn vielstufige Pyramidenalgorithmen, d. h. Pyramiden mit einer großen Anzahl an Ebenen, verwendet werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1, 1a 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 Synthetisierens 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 Deutschen Offenlegungsschrift 34 23 484 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 bestimmtem Abfragefrequenz (Probenrate), die durch die Frequenz individuell angelegter digitaler Taktsignale CL₁, CL₂. . . 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 Bruchteil (z. B. die Hälfte) der Taktfrequenz der jeweils unmittelbar vorhergehenden Stufe. In der nachstehenden Beschreibung sei davon ausgegangen, daß zwischen den Taktsignalen CL₁. . . 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 G₀ mit einer Probenrate, die gleich der Frequenz des Taktsignals CL₁ ist, wird durch die Faltungsfilter- und Dezimierschaltung 116 geschickt, um einen ausgangsseitigen Strom digitaler Proben G₁ mit einer Probenrate abzuleiten, die gleich der Frequenz des Taktsignals CL₂ ist. G₀ 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 G₁ dargestellten Bilddimension halb so groß ist wie die Mitten-Raumfrequenz der entsprechenden, durch G₀ dargestellten Dimension. Gleichzeitig vermindert die Dezimierschaltung die Probendichte in jeder Dimension um die Hälfte.

Die einzelnen digitalen Signalproben von G₀ werden über die Verzögerungseinrichtung 118 auf einen ersten Eingang der Subtrahierschaltung 120 gegeben. Gleichzeitig werden die in ihrer Dichte verminderten Digitalproben von G₁ an die Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung 122 gelegt, welche die Probendichte der G₁-Proben zurück auf diejenige von G₀ erhöht. Diese durch Interpolation auf höhere Dichte vermehrten ("expandierten") G₁-Proben werden auf den zweiten Eingang der Subtrahierschaltung 120 gegeben. Das Vorhandensein der Verzögerungseinrichtung 118 stellt sicher, daß jedes Paar einer G₀-Probe und einer G₁-Probe, die einander in ihrer räumlichen Position entsprechen, dem ersten und dem zweiten Eingang der Subtrahierschaltung 120 zeitlich koinzident angelegt werden. Der ausgangseitige Strom aufeinanderfolgender Proben L₀ 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 die Ausgangsreihe aufeinanderfolgender Proben L₁ 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-Probenreihen L₀ . . . 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 L₀ . . . 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 L₀ . . . L _M-₁ und G _M vom Burt-Pyramiden-Analysator 102 über eine Zeitversatz-Korrektureinrichtung 126 auf Eingänge eines Burt-Pyramiden-Synthetisierers 124 gegeben. In der Praxis können eines oder mehrere der Ausgangssignale L₀ . . . L _M-₁ und G _M durch geeignete Mittel geändert oder modifiziert werden, bevor die zum Synthetisierer 124 geliefert werden. Jedoch wird in jedem Fall jedes der zeitkorrigierten und eventuell geänderten Signale L′₀ . . . L′ _M-₁ und G′ _M an einen Eingang einer zugeordneten Stufe 128-1 . . . 128-M des Synthetisierers 124 gelegt.

Der Synthetisierer 124 bearbeitet die Bildpunkt-Probenreihen L′₀ . . . L′ _M-₁ und G′ _M, um daraus durch Synthese ein Signal G′₀ zusammenzusetzen, das dem Originalsignal G₀ entspricht, welches dem Burt-Pyramiden-Analysator 102 angelegt wurde. Im einzelnen wird für diese Synthese die Rest-Probenreihe G′ _M, die 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 in der Probenreihe L′ _M-₁ werden in einem Addierer 132 summiert (die einander entsprechenden Proben müssen dort zeitlich koinzidiert erscheinen). Durch Wiederholung dieses Prozesses in den nachfolgenden Synthetisier- Stufen 128-(M-1). . . 128-1 (deren jede ebenfalls eine Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung und einen nachfolgenden Addierer enthält) wird die ausgangsseitige Probenreihe G′₀ gewonnen, die das synthetisierte zweidimensionale Bild mit der ursprünglichen hohen Probendichte von G₀ 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 L₀-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′₀-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 eingangs genannten Offenlegungsschrift diskutiert ist, besteht darin, daß mit ihr ein rekonstruiertes Bild, welches aus den zerlegten Ausgangsbestandteilen L₀. . . 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 Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung (zusätzlich zu einer Faltungsfilter- und Dezimierschaltung) benötigt, was sowohl die Kosten als auch die Komplizierbarkeit erhöht.

In der genannten Offenlegungsschrift 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 CL₁, CL₂. . . CL _M bestimmt ist. Drittens ist die Frequenz des an jede einzelne Stufe gelegten Taktsignals vorzugsweise ein Bruchteil 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 Faltungsfilters 116 a wird (vor seiner Dezimierung im Dezimator 116 b) auf einen Eingang 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 Offenlegungsschrift stellt auch die Tatsache heraus, daß es zulässig, aber nicht erforderlich ist, in der letzten Stufe eines Pyramiden-Analysators eine Dezimierschaltung 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 eine Dezimierschaltung, 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-Ausgangssignal anstatt mit einem hohen Bruchteil 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 Gesamtzahl von Proben in L₁ + L₂ +. . . L _M-₁ + G _M niemals größer sein kann als die Anzahl von Proben in L₀, egal wie groß der Wert von M ist. So wäre im eindimensionalen Fall (dem ungünstigten Fall) die Anzahl der Proben in L₁ + L₂. . . + L _M-₁ + G _M nur dann gleich der Anzahl der in L₀ enthaltenen Proben, wenn M unendlich groß wäre. Da M aber immer einen endlichen Wert hat, ist die Gesamtanzahl der Proben in L₁ + L₂. . . + L _M-₁ + G _M stets kleiner als die Anzahl der in L₀ enthaltenen Proben. Mehr quantitativ ausgedrückt: die Anzahl der Proben in L₁ + L₂. . . L _M-₁ + G _M ist immer kleiner als L₀ (2ⁿ-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 Signalverarbeitungssystemen 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 CL₁ gleich der Probenrate des dieser Stufe angelegten Eingangssignals G₀ arbeitet, leitet eine Reihe L₀ von Proben mit der Taktfrequenz CL₁ ab und außerdem eine Reihe G₁ von Proben mit einer Probenrate, die wie beim Stand der Technik ein bestimmter Bruchteil der Taktfrequenz CL₁ ist. Das G₁-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 CL₁ arbeitet, leitet als Ausangssignal eine einzige Reihe von Proben ab, die Proben entsprechend L₁, L₂. . . L _M-₁ und G _M enthält und mit einer Probenrate gleich CL₁ 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 multiplexierbetriebene Stufe 228-X des Synthetisierers verarbeitet eine einzige Probenreihe, die aus Proben L′₁, L′₂. . . L′ _M-₁ und G′ _M besteht und dieser Stufe als Eingangssignal angelegt wird, in eine ausgangsseitige Probenreihe G′₁. Diese Ausgangs- Probenreihe G′₁ der multiplexbetriebenen Stufe 228-X, die auf einen Eingang der ersten Stufe 228-1 des Synthetisierers gegeben wird, erscheint mit dem gleichen bestimmten Bruchteil von CL₁ wie die Probenreihe G₁, die 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′₀-Eingangssignal dieser ersten Synthetisierer- Stufe 228-1 hat, und dann werden die derart "expandierten" G′₁-Proben mit den entsprechenden L′₀-Proben addiert, um das Ausgangssignal G′₀ der ersten Synthetisier-Stufe 228-1 mit einer Probenrate gleich CL₁ 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 2CL₁ arbeiten (d. h. mit dem Doppelten der mittleren Probenrate des eingangsseitigen Zeitsignals G₀). 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 G₀ während jeder zweiten Periode der aufeinanderfolgenden 2CL₁-Taktperioden, und aufeinanderfolgende Proben der einzigen Ausgangs-Probenreihe (die aus Proben L₀, L₁. . . L _M-₁ und G _M besteht) erscheinen während der übrigen 2CL₁-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 einer eingangsseitigen einzigen Probenreihe (bestehend aus Proben L′₀, L′₁. . . L′ _M-₁ und G′ _M) ein Ausgangssignal G′₀ 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 G₀ in Bestandteile L₀, L₁. . . L _M-₁ und G _M zu zerlegen, die innerhalb einer einzigen Probenreihe 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 CL₁ arbeiten (anstatt mit der realtiv hohen Taktfrequenz 2CL₁ 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 CL₁ 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 Syntetisiererstufe 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 G₀, wobei zu Erläuterungszwecken angenommen ist, daß der Wert des bestimmten Bruchteils gleich 1/2 ist und daß M den Wert 5 hat. Wie in Fig. 5a gezeigt, erscheinen die einzelnen Proben des L₀-Ausgangs der ersten Anylsatorstufe 203-1 während jeder der aufeinanderfolgenden Abfrageperioden (wobei die Abfrageperioden mit einer Folgefrequenz oder Probenrate aufeinanderfolgen, die gleich der Taktfrequenz CL₁ ist). Da die Probendichte von L₁ halb so groß wie diejenige von L₀, die Probendichte von L₂ halb so groß wie diejenige von L₁ usw. ist, können alle diese Proben, welche die Ausgangs- Probenreihe der multiplexbetriebenen Analysatorstufe 203-X bilden, untergebracht werden. Im einzelnen wird bei dem zweckmäßigen Format nach Fig. 5a jede der ungeradzahligen Abfrage- oder Probenperioden durch eine L₁-Probe belegt, während die L₂-, L₃-, L₄- und G₅-Proben die geradzahligen Perioden belegen. Genauer gesagt werden die Perioden 1, 3, 5. . . von L₁ belegt, die Perioden 2, 6, 10, 14. . . werden von den L₂-Proben belegt, die Perioden 4, 12, 20. . . werden von L₃-Proben belegt, die Perioden 8, 24, 40. . . werden von L₄-Proben belegt, und die Perioden 16, 48, 80. . . werden von G₅-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 L₁-, L₂-, L₃-, L₄- und G₅-Proben belegt. Das 32. Exemplar einer jeden Gruppe von 32 aufeinanderfolgenden Probenperioden der Ausgangs-Probenreihe der multiplexbetriebenen Analysatorstufe 203-X wird jedoch von keiner Probe belegt. Dies ist deswegen so, weil die Probendichte in der Rest-Probenreihe G₅ nur halb so hoch wie die Probendichte der L₄-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 G₅ nicht kleiner sein als die Probendichte von L₄ (d. h. in diesem Fall besteht die Notwendigkeit, innerhalb jeder Gruppe von 32 aufeinanderfolgenden Proben zwei getrennte G₅-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 G₅-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 L₀, L₁, L₂, L₃, L₄ und G₅ 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 G₀ 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 CL₁ für die multiplexbetriebene Analysatorstufe nicht möglich ist, zusätzlich zu den L₁-, L₂- L₃-, L₄- und G₅-Proben auch noch alle L₀-Proben unterzubringen (so daß es bei einer Probenrate CL₁ notwendig ist, zusätzlich zu der multiplexbetriebenen Stufe die erste Analysatorstufe vorzusehen, um die L₀-Proben unterzubringen).

Wenn man jedoch gewillt ist, den Preis einer Verdoppelung der Probenrate auf 2CL₁ zu zahlen, kann man einen Analysator mit nur einer einzigen, multiplexbetiebenen Stufe verwenden (wie in den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4), um die Proben aller Signale L₀, L₁, L₂, L₃, L₄ G₅ in einer einzigen Ausgangsreihe unterzubringen (wie es in Fig. 5b gezeigt ist). Bei Verdoppelung der Probenperiode auf 2CL₁ ist es möglich, die einzelnen L₀-Proben nur die Hälfte der Gesamtanzahl aller Probenperioden belegen zu lassen (anstatt jeder der Probenperioden, wie es der Fall ist, wenn die Probenrate nur gleich CL₁ ist). Ein Vergleich der beiden in Fig. 5a und 5b gezeigten Verteilungsformate für das Ausgangssignal der multiplexbetriebenen Analysatorstufe zeigt, daß die Verteilungsmuster für L₀, L₁, L₂, L₃ und L₄ und G₅ nach Fig. 5a entsprechen. Im Falle der Fig. 5b erscheinen die G₅-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 G₅-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 zweidimensionale Informationskomponente beziehen, wobei der erwähnte Bruchteil 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 2CL₁ 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 der besagte Bruchteil einen Wert von 1/4 hat. In diesem Fall bleibt das Verteilungsmuster der L₀-Proben (die alle ungeradzahligen Probenperioden belegen) beim Format nach Fig. 5c das gleiche wie beim Format nach Fig. 5b. Da jedoch der Bruchteil im Falle der Fig. 5c gleich 1/4 ist (anstatt 1/2 wie im Falle der Fig. 5b), ist die Anzahl der L₁-, L₂-, L₃-, L₄- und G₅-Proben in Fig. 5c nur jeweils die Hälfte der Anzahl der gleichnamigen Proben in Fig. 5b. In Fig. 5c belegt jeweils eine L₁-Probe die Probenperioden 4, 12, 20. . .; jeweils eine L₂-Probe belegt die Perioden 8, 24, 40. . .; jeweils eine L₃-Probe belegt die Perioden 16, 48, 80. . .; jeweils eine L₄-Probe belegt die Perioden 32; 96, 160. . ., und jeweils eine G₅-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 2CL₁ aufeinanderfolgen und wo das Ausgangssignal der multiplexbetriebenen Stufe aus einer Reihe besteht, die die Proben aller Signale L₀, L₁. . . I₄ und G₅ enthält). Da in jeder horizontalen Abtastzeile so viele L₀-Proben vorhanden sind wie G₀-Proben in dieser Abtastzeile, wird in Fig. 5d davon ausgegangen, daß jede Abtastzeile von G₀-Proben (die ursprünglich mit einer Probenrate von CL₁ auftreten) durch einen Datenpresser gelaufen ist (der einen mit der Probenrate CL₁ arbeitenden Eingang und einen mit einer Probenrate 2CL₁ arbeitenden Ausgang hat), so daß am Ausgang dieses Datenpressers alle G₀-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 L₁-, L₂-. . . L₄- und G₅-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 CL₁ das bereits dezimierte G₁-Ausgangssignal der ersten Stufe. In diesem Fall besteht keine Notwendigkeit für einen Datenpresser, da der L₁-Teil des seriellen Ausgangsstromes für das Intervall einer jeden gegebenen nicht-weggenommenen horizontalen Abtastzeile in dieses Intervall eingepaßt werden kann, während alle aus dem betreffenden Intervall abgeleiteten L₂-, L₃-,. . . L₄- und G₅-Proben in das Intervall derjenigen weggenommenen horizontalen Abtastzeile eingepaßt werden können, die dem genannten Intervall der betreffenden 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 L₁), die Länge H₂ (belegt mit L₂), die Länge 3H/4 (belegt mit L₃), die Länge 7H/8 (belegt mit I₄) und die Länge des Restes R (belegt mit dem Rest G₅) des Intervalls der weggenommenen Horizontalzeile haben.

Das in Fig. 5d gezeigte Verteilungsformat für die Proben der Ausgangsreihe 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 bevorzugte 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 L₀. . . G₅, die sich zeitlich und/oder räumlich auf dasselbe Informationsstück bezieht wie entsprechende Gruppen der G₀-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 L₁-Probe der als letztes erscheinenden L₀-Probe in einer ganzen horizontalen Abtastzeile, die zuerst erscheinende L₂-Probe folgt der zuletzt erscheinenden L₁-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 G₁ (im Falle der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform des Verarbeitungssystems) oder dem Signal G₀ (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 CL₁ und im Falle eines Verarbeitungssystems nach Fig. 3 gleich 2CL₁. Ansonsten ist die in Fig. 6 gezeigte Struktur für beide in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen des Verarbeitungssystems gleich.

Die einzelnen Proben der Probenreihe G _EIN und die einzelnen Proben einer Probenreihe vom Ausgang einer Dezimierungs- und Datenpufferschaltung 600 werden mittels eines Zwei-auf-Eins-Multiplexers (abgekürzt 2/1-MUX) 602 zu einer einzigen Probenreihe verzahnt, die als Eingangssignal sowohl an eine horizontale Faltungsfilter- und Dezimierungsschaltung 604 wie auch an eine Verzögerungseinrichtung 606 geliefert wird. Die verzögerte Probenreihe vom Ausgang der Verzögerungseinrichtung 606 wird an einen Plus-Einang (+) 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. Die am Ausgang dieses vertikalen Faltungsfilters 610 erscheinende Probenreihe 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 der vom Ausgang des vertikalen Faltungsfilters 610 kommenden Probenreihe mit Abtastzeilen aus Nullwert-Proben zu verzahnen. Die so verzahnte Ausgangs-Probenreihe des Expanders 612 wird nach Interpolation durch ein vertikales Interpolationsfilter 614 auf einen ersten Eingang eines 2/1-MUX-Bildpunkt expanders 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. Die Ausgangs- Probenreihe vom Expander 616 wird nach Interpolation durch ein horizontales Interpolationsfilter 618 auf den Minus-Eingang (-) der Subtrahierschaltung 608 gegeben. Die vom Ausgang dieser Subtrahierschaltung 608 gelieferte Probenreihe wird einem ersten Eingang eines Zwei-auf- Ein-Multiplexers (2/1 MUX) 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. Die Schaltung 600 wirkt außerdem als Datengeschwindigkeitspuffer, indem die Auslegung 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 die Probenreihe vom Ausgang der Subtrahierschaltung 608 aus den multiplexverzahnten Proben L _EIN (d. h. L₀ oder L₁, je nach Ausführungsform des Verarbeitungssystems),. . . L _M-1. Somit besteht die Probenreihe 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 Gewichtsfaktoren die Werte a, b, c. . . x haben. Im Falle eines Verarbeitungssystems der Ausführungsform nach Fig. 2 ist G _EIN das Signal G₁ und die Größe P hat den Wert M-1. Im Falle eines Verarbeitungssystems der Ausführungsform nach Fig. 3 ist G _EIN das Signal G₀, und P hat den Wert M. Die Frequenz des Taktsignals in der Anordnung nach Fig. 7 ist gleich CL₁ im Falle der Ausführungsform nach 1 und gleich 2 CL₁ 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 einer 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 der seinem Eingang zugeführten Probenreihe 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 weiterverschoben 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 Schieberegisters 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 in der Ausgangsreihe des Summierers 708 nur halb so viele gefilterte Proben wie in der Eingangsreihe 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 G₀ sei, daß die Bildpunkt-Taktfrequenz gleich 2 CL₁ sei, daß M gleich 5 sei und daß es gewünscht ist, am Ausgang des Multiplexers 620 eine Probenreihe abzuleiten, die das in Fig. 5c gezeigte Format hat. In diesem Fall liefert der Multiplexer 602 aufeinanderfolgende G₀-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 G₀-Proben über den Multiplexer 602 zum Eingang der Filter- und Dezimierungsschaltung 604 und der 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 G₀ reduziert. Nach Durchlaufen des vertikalen Interpolationsfilters 614, des Bildpunktexpanders 616 und des horizontalen Interpolationsfilters 618 ist die Probendichte der Probenreihe, die 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 G₀ ist, das von der Verzögerungseinrichtung 606 an den Plus- Eingang (+) der Subtrahierschaltung 608 gelegt wird.

Daher erscheinen die L₀-Ausgangsproben von der Subtrahierschaltung 608 nur in ungeradzahligen Probenperioden (der Probenrate 2CL₁), 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 G₀-Proben erscheinen, sind G₁-Proben. Die Dezimierungs- und Datenpufferschaltung 600 schreibt von den am Ausgang des vertikalen Faltungsfilters 610 erscheinenden G₁-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 G₁-Proben nur ein Viertel der Probendichte des Signals G₀. Bei einer Probenrate von 2CL₁ kann der Puffer 600 so programmiert werden, daß er die G₁-Proben in jeden beliebigen vorgewählten Exemplaren der geradzahligen Probenperioden ausliest (vorzugsweise werden die G₁-Proben aus dem Puffer 600 während solcher Probenperioden ausgelesen, die von den L₁-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 G₀-Proben und die ausgelesenen G₁-Proben zu einer einzigen Reihe und legt sie an den Eingang der horizontalen Faltungsfilter- und Dezimierungsschaltung 604. Die Folge ist, daß am Ende des zweiten Zyklus die Probenreihe vom Ausgang der Subtrahierschaltung 608 sowohl L₀-Proben als auch L₁-Proben enthält (vorzugsweise während der Probenperioden, die in der Darstellung der Fig. 5c von den L₀- und den L₁- Proben belegt sind). Ferner enthält das Ausgangssignal des vertikalen Faltungsfilters 610 nun sowohl G₁- als auch G₂-Proben. Die im zweiten Zyklus in Vertikalrichtung dezimierten und vom Puffer 600 in den Speicher eingeschriebenen G₁-Proben ersetzen den ersten Zyklus der G₁-Proben im Speicher, und außerdem werden in Vertikalrichtung dezimierte G₂-Proben gespeichert. Die gespeicherten G₂-Proben haben gegenüber den gespeicherten G₁- Proben eine auf ein Viertel verminderte Probendichte.

Im dritten Betriebszyklus werden die gespeicherten G₂- Proben vorzugsweise während derjenigen Probenperioden ausgelesen, die in der Darstellung der Fig. 5c von den L₂-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 G₃- Proben bzw. G₄-Proben auszulesen, vorzugsweise jeweils in denjenigen Probenintervallen, die gemäß der Darstellung nach Fig. 5c von den L₃- bzw. L₄-Proben belegt sind. Das heißt, die G₃-Proben werden in den Perioden 16, 48, 80. . . aus dem Speicher ausgelesen, und die G₄-Proben werden in den Perioden 32, 96, 160. . . aus dem Speicher ausgelesen. Somit enthält im fünften Zyklus und in jedem Betriebszyklus danach die einzige Probenreihe, die vom Multiplexer 602 kommt, G₀-, G₁-, G₂-, G₃-, und G₄-Proben, welche vorzugsweise jeweils die gleichen Probenperioden belegen wie die entsprechenden L₀-, L₁-, L₂-, L₃- und L₄-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 L₄-Probe gemäß der Darstellung in Fig. 5c belegt ist, eine G₅- Probe ab. Wenn die multiplexbetriebene Analysatorstufe nach Fig. 6 funktionell gleichwertig der Ausführungsform nach Fig. 1 ist, wird nur jede zweite G₅-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 G₅-Probe in den Speicher eingeschrieben. Später werden die gespeicherten G₅-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 ausgelesenen G₅-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 G₅-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 Programmierung des Dezimierungsbetriebs. 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-Dezimierungsschaltung. 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-Dezimierungsschaltung 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 des 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-Konfiguration der Fig. 6 hat im Falle, daß G _EIN das Signal G₀ ist, der Takt der horizontalen Faltungsfilter- und Dezimierschaltung 604 (bestehend aus der a-Alternative der Fig. 7) eine Frequenz von 2CL₁. 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 anstelle 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-Multiplexers 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 CL₁ an. Wahlweise kann auch ein invertiertes Taktsignal an einen Eingang der Steuereinrichtung 900 gelegt werden (wie in Fig. 9a gezeigt), oder das invertierende Taktsignal kann in der Steuereinrichtung 900 intern aus dem zugeführten CL₁-Taktsignal erzeugt werden. In jedem Fall leitet die Steuereinrichtung 900 als erstes Ausgangssignal Gruppen von Steuercodes der Phase Φ₁ ab, die mit der Abfragefrequenz CL₁ erscheinen und in Phase mit dem CL₁-Takt sind, und als zweites Ausgangssignal Gruppen von Steuercodes der Phase Φ₂, die mit der Abfragefrequenz CL₁ erscheinen und in Phase mit dem invertierenden 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 Φ₁-Steuercodes aus der Steuereinrichtung 900 gesteuert, während der Multiplexer 902 und die Schieberegister 904-1. . . 904-M durch die Φ₂- Steuercodes gesteuert werden. Die Eingänge in die Zwischenspeicher 910-1. . . 910-M werden durch die Φ₂-Steuercodes gesteuert, während die Ausgänge aus den Zwischenspeichern 910-1. . . 910-M durch die Φ₁-Codes gesteuert werden.

Die aus dem Multiplexer 602 kommende einzige Reihe von Proben wird an die Eingänge beider Multiplexer 901 und 902 gelegt. Wie in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben wurde, erscheint diese einzige Probenreihe mit der Abfragefrequenz oder Probenrate 2 CL₁ und besteht aus im Multiplex verzahnten Proben der Signale G₀. . . 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 Φ₁-Steuercodes genauso wie die Reihenfolge des Auftretens der Φ₂-Codes. Die Folge ist, daß von den G₀-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 G₁-. . . 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 Φ₁-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 Φ₂ entsprechende zeitliche Lage der Proben aus den Schieberegistern 904-1. . . 904-M in eine der Phase Φ₁ entsprechende zeitliche Lage an den Eingängen 1. . .M des Multiplexers 906 zu bringen. Der Multiplexer 906 lenkt entsprechend den Steuercodes der Phase Φ₁ 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 zugeordnete Gewichtsfaktor c, a und c multipliziert und dann in der Summierschaltung 908 summiert, um das Ausgangssignal des 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 Φ₁ entsprechenden Zeitlage, so daß zusammengehörige Ausgangsproben des ersten und des zweiten Teilfilters gleichzeitig erscheinen. Somit liefert die Summierschaltung 909 eine einzige ausgangsseitige Probenreihe an das vertikale Faltungsfilter 610, in welcher 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 Φ₂-Zeitlage in die Φ₁-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 gezeigt ist). Stattdessen können die Zwischenspeicher auch hinter dem genannten Multiplexer und vor der 15932 00070 552 001000280000000200012000285911582100040 0002003628349 00004 15813Summierschaltung 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 Φ₂ gesteuert.

Da die Probenrate der eingangsseitigen, vom Multiplexer 602 kommenden Probenreihe gleich 2CL₁ ist und die ausgangsseitige Probenreihe von der Summierschaltung 909 zum vertikalen Faltungsfilter 610 nur die Probenrate CL₁ 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 die Ausgangs-Probenreihe, die 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 Φ₁-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 Φ₁-Steuercodes gesteuert, um die Ausgangsperioden 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 Φ₂-Steuercodes (anstatt durch die Φ₁-Steuercodes) erfolgt. Beim Multiplizierverzögerer 917 hingegen ist die Sache so, daß die Φ₂- Steuercodes selektiv die Aktivierung des Eingangs zu jedem der darin enthaltenen Verzögerungselemente 918-1. . . 918-M steuern, während die Φ₁-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 einer eingangsseitigen Probenreihe, die vom Multiplexer 602 kommt und mit der Probenrate 2CL₁ erscheint, ihre ausgangsseitige Probenreihe für das vertikale Faltungsfilter 610 mit der Probenrate CL₁ ab. Wenn man also die mehrphasige Filter- und Dezimierschaltung nach Fig. 9a oder 9b als horizontale Faltungsfilter- und Dezimierschaltung in Fig. 6 verwendet, um eine Ausgangs-Probenreihe mit der Probenrate CL₁ 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 CL₁ (anstatt 2CL₁) 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 2CL₁ 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 CL₁-Taktfrequenz zusätzlich auf das vertikale mehrphasige Interpolationsfilter und auf den größten Teil des horizontalen mehrphasigen Interpolationsfilters erstrecken. Eine Umwandlung in einen 2CL₁- 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′₀ bzw. G′₀ in den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4.

Das Eingangssignal zur multiplexbetriebenen Synthetisierstufe ist eine Probenreihe, 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 in der Eingangsreihe 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 Nullwertperiode einfügt), einen Addierer 1010, einen Eins-auf- Zwei-Multiplexer 1012 und einen Datengeschwindigkeitspuffer 1014. Der Multiplexer 1012 lenkt ungeradzahlige Eingangsproben zu seinem G′₀-Ausgang und geradzahlige Proben zum Schreibeingang des Puffers 1014.

Es sei angenommen, daß dem ersten Eingang des Addierers 1010 gerade eine G′ _M-Probe der eingangsseitigen Probenreihe angelegt wird (Probe G₅ 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 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 L₄ 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. Zu dieser Zeit ist die Ausgangsprobe des Addierers 1010 eine G′ _{M -1}-Probe. Im allgemeinen wird die Auslesung des Daten geschwindigkeitspuffers 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′₀-Probe eine ungeradzahlige Proben periode belegt (und somit jede aus dem Datenspeicher puffer 1014 ausgelesene G′₁-Probe ebenfalls eine ungeradzahlige Probenperiode belegt), belegt jede am Ausgang des Addierers 1010 erscheindende G′₀-Probe ebenfalls eine ungeradzahlige Probenperiode. Deswegen lenkt der Multiplexer 1012 jede G′₀-Probe an seinen G′ _EIN-Ausgang anstatt an den Schreibeingang des Datenpufferspeichers 1014.

Der Zweck des Zeilenexpanders 1000, des vertikalen Inter polationsfilters 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

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 (G₀; oder L₀, usw.) in ein zweites, ebenfalls in Form einzelner Abfrageproben vorliegendes Zeitsignal (L₀, usw.; oder G′₀) entsprechend einer Menge vorbestimmter Verarbeitungskenngrößen der Umsetzeinrichtung, wobei die das eine der beiden Signale (z. B. G₀) 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. L₀, usw.) darstellenden Proben eine gegebene Mehrzahl getrennter Teilspektren (z. B. L₀, L₁, L₂ . . . G _M) des Frequenzspektrums der n-dimensionalen Informationskomponente definieren, wobei die Probendichte jedes derjenigen Teilspektren, die frequenzmäßig niedriger als das höchstfrequente Teilspektrum liegen, ein bestimmter Bruchteil 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 Probendichte 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 als Abfrageproben liegende 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 Multiplexiereinrichtung (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 Verarbeitungsgrößen 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 Signale (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 Gruppe 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 einer einzigen Ausgangsreihe 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 die an den besagten einen Eingang der Verarbeitungseinrichtung gelegte Probenreihe in jeder der n Dimensionen zu filtern und dadurch eine einzige Reihe gefilteter 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 durchführt, 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 Multiplexiereinrichtung (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 eine einzige Reihe von Proben erscheint, die 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 eine einzige Reihe 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, eine einzige Probenreihe ist, die 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 durchgeführt, 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 der einzigen Reihe gefilteter Proben (von 810) an einen Minus-Eingang der Subtrahierschaltung; eine Verzögerungseinrichtung (806) zum Anlegen der Probenreihe 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, eine einzige Reihe von Proben ist (L _EIN . . . L _M-₁), die alle Teilspektren mit Ausnahme des niedrigstfrequenten Teilspektrums definiert.

13. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Bruchteil gleich 1/2ⁿ 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 (G₀) anspricht, das eine n-dimensionale Information mit einem Frequenzspektrum definiert, welches größer ist als das Frequenzspektrum des ersten Signals (G₁), dessen Probendichte das 2ⁿ-fache der Probendichte des Originalsignals ist;
daß die erste Analysatorstufe das Frequenzspektrum des Originalsignals in ein einziges Teilspektrum (L₀), das über das höchstfrequente Teilspektrum (L₁) des ersten Signals (G₁) hinausgeht, und in das erste Signal (G₁) zerlegt, wobei das einzige Teilspektrum (L₀) die gleiche Probendichte wie das Originalsignal hat und wobei die einzelnen Proben des Originalsignals und das einzige Teilspektrum dieses Signals jeweils als zeitlich sequentielle Reihe von Proben 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 Signal das erste Signal ist (G _EIN).

18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Signal (G′ _EIN) aus einer einzigen Reihen 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 eine erste Probenreihe vom besagten einen Ausgang der Verarbeitungseinrichtung empfängt um sie zu speichern und um eine zweite Reihe gespeicherter Daten als Eingangssignal zur Expandierungs- und Interpolationsfilterschaltung zu liefern;
daß die Multiplexereinrichtung (1010) folgendes enthält: einen Addierer (1010), der einen zum Empfang des ersten Signals angeschlossenen ersten Eingang hat, um an seinem Ausgang eine dritte Probenreihe zu liefern, die aus Proben der ersten Probenreihe gemischt mit Proben des zweiten Signals besteht; einen Eins-auf-Zwei-Demultiplexer (1012) zur Aufteilung der dritten Probenreihe in die erste Probenreihe und das zweite Signal und zum Anlegen der ersten Probenreihe 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 der dritten und der ersten Probenreihe 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 die zweiten Reihe gespeicherter Proben in einem zweiten vorbestimmten Zeitfolgeformat ausliest, wobei die Proben jeder einzelnen Gruppe in der zweiten Reihe 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 der zweiten Reihe um ein Vielfaches erhöht, das gleich dem Kehrwert des bestimmten Bruchteils ist.

19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Bruchteil gleich 1/2ⁿ 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-Demultiplexer zur Trennung der ungeradzahligen Proben der dritten Probenreihe von den geradzahligen Proben dieser Probenreihe betrieben wird, die Proben der dritten Probenreihe in die Proben der ersten Reihe und in die Proben des zweiten Signals aufgeteilt werden.