DE3810916A1 - Delta-pulscodemodulation - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Gerät für Delta-Pulscodemodula
tion (DPCM) sowie Verfahren zur Ausbildung der Übertragungs
funktion eines Kompressors für ein solches Gerät.
Bei der Speicherung oder Übertragung eines Videosignals
eröffnet DPCM die Möglichkeit einer Verringerung der
Datenrate. Bei einem vorgeschlagenen digitalen Zeitlupenpro
zessor, der zur Speicherung einiger Sekunden eines Vidosig
nals in einem Direktzugriffsspeicher (RAM) benötigt wird,
tritt eine sehr große Datenmenge auf, die einen entsprechend
großen Direktzugriffsspeicher erfordert. Wenn die Anzahl der
Bits, die für die Darstellung der einzelnen Bildelemente (Pel)
des Videosignals benötigt wird, reduziert werden könnte,
ohne daß dadurch die Qualität des von dem reproduzierten
Videosignal abgeleiteten Bildes unzumutbar beeinträchtigt
würde, könnte die Größe des Direktzugriffsspeichers
entsprechend verringert beziehungsweise die Speicherzeit für
das Videosignal vergrößert werden.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines DPCM-Geräts zur
Verarbeitung eines bereits in pulscodemodulierter Form (PCM)
vorliegenden Eingangs-Videosignals X(i) und zur Erzeugung
eines DPCM-Ausgangs-Videosignals TX zur Speicherung (oder
Übertragung). Das Eingangs-Videosignal X(y) besteht aus
aufeinanderfolgenden Digitalwörtern, im vorliegenden
Beispiel handelt es sich um 8-Bit-Wörter, die aufeinander
folgende Abtastproben darstellen und durch Abtasten und
Pulscodemodulation eines analogen Videosignals gewonnen
werden. Es sei angenommen, daß die Bits der einzelnen
Digitalwörter parallel ankommen und in dem Gerät von Fig. 1
parallel verarbeitet werden. Dementsprechend sind die in
Fig. 1 (und den nachfolgenden Figuren) dargestellten Elemente,
falls erforderlich, durch Mehrfach-Bit-Busse oder sogenannte
Highways miteinander verbunden.
DPCM beruht auf der genauen Vorhersage der einzelnen
ankommenden Signalproben des Eingangs-Videosignals X(i) auf
der Basis einer oder mehrerer zuvor empfangener Abtast
proben. (Einige für Videosignale geeignete Prädiktions
schemata sind weiter unten beschrieben.) Von jeder Eingangs-
Abtastprobe wird ein Vorhersagewert für diese Eingangs-
Abtastprobe subtrahiert, und das resultierende Differenz-
oder Fehlersignal E(i) wird komprimiert und dann gespeichert
oder übertragen. Ein Prädiktor 1 liefert ein Vorhersagewert-
Signal X(p), das aufeinanderfolgende Vorhersage-Abtast
probenwerte enthält, die von aufeinanderfolgenden Eingangs-
Abtastproben subtrahiert werden sollen, indem das kompri
mierte Fehlersignal E(i) expandiert wird und das Ergebnis zu
dem Vorhersagewertsignal X(p) addiert wird. Und zwar wird
das Vorhersagewertsignal X(p) von dem Eingangs-Videosignal
X(i) in einer Einrichtung zur Erzeugung eines Fehler- oder
Differenzsignals subtrahiert, die aus einem Addierer 2 mit
zwei Eingängen besteht, der als Subtrahierer wirkt und das
Fehlersignal E(i) erzeugt, welches eine Folge von Wörtern
enthält, die jeweils den Fehler oder die Differenz zwischen
einem Eingangs-Abtastprobenwort des Eingangs-Videosignals
X(i) und einem Vorhersagewert für dieses Eingangs-Ab
tastprobenwort darstellt. Das Fehlersignal E(i) wird von
einem Kompressor 3 zu Wörtern komprimiert, die weniger Bits
enthalten und das Ausgangs-Videosignal TX bilden, das
gespeichert oder übertragen werden kann. Das Ausgangs-
Videosignal TX wird außerdem einem Expander 4 zugeführt, der
einen in dem Empfangsgerät für das Ausgangs-Videosignal TX
vorhandenen Expander simuliert und ein Empfangs-Videosignal
RX erzeugt. Das Empfangs-Videosignal RX wird einem Eingang
des Addierers 5 mit zwei Eingängen zugeführt. Der Ausgang
des Addierers 5, an dem das Empfangs-Fehlersignal X(o)
erscheint, ist mit einem Eingang des Prädiktors 1 verbunden.
Der Prädiktor 1 erzeugt das Vorhersagewertsignal X(p), das
dem Addierer 2 zugeführt und in diesem von dem Eingangs-
Videosignal X(i) subtrahiert wird. Das Vorhersagewertsignal
X(p) wird außerdem dem anderen Eingang des Addierers 5
zugeführt und dort zu dem Empfangs-Videosignal RX addiert,
wodurch das Empfangs-Fehlersignal X(o) erzeugt wird.
Das in Fig. 1 dargestellte Gerät besitzt ferner einen
(nicht dargestellten) Taktimpulsgenerator, der dafür sorgt,
daß die oben beschriebenen Operationsfolgen in jeder von
einer Vielzahl aufeinanderfolgender Taktperioden stattfin
den, die so groß sind wie der Zeitabstand T zwischen
aufeinanderfolgenden Eingangs-Abtastprobenwörter des
Eingangs-Videosignals X(i).
Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild eines modifizierten DPCM-
Geräts zur Verarbeitung eines Eingangs-Videosignals X(i).
Der Kompressor 3 und der Expander 4 von Fig. 1 können in
Form eines Kompanders 11 zusammengefaßt sein, der das
Fehlersignal E(i) komprimiert und expandiert, um das
Empfangs-Videosignal RX zu erzeugen. Dieses modifizierte
Gerät erfordert ferner einen separaten Kompressor 12 mit
ähnlicher Charakteristik wie der Kompressor 3 in Fig. 1 zur
Erzeugung des Ausgangs-Videosignals TX. Eines der wich
tigsten Merkmale des Geräts von Fig. 2 ist die Charakteri
stik des Kompanders 11, die sich natürlich wiederholt in der
Kombination des Kompressors 12 und des zugeordneten
Expanders in dem Empfangsgerät.
In der Vergangenheit haben sich die Anstrengungen bezüglich
der Übertragungskennlinie eines Kompanders wie des Kom
panders 11 in Fig. 2 vor allem auf das statistische
Verhalten des Fehlersignals E(i) gerichtet. Unter Verwendung
von Standard-Testbildern und Datenerfassungseinrichtungen
war es möglich, Wahrscheinlichkeitskarten des Fehlersignals
E(i) aufzubauen. Unter Verwendung dieser Karten wurden
Kompander entwickelt, die für Fehler großer Wahrscheinlich
keit kleine Quantisierungsschritte vorsehen und für Fehler
mit kleinerwerdender Wahrscheinlichkeit allmählich größer
werdende Quantisierungsschritte. Dieses Verfahren ermöglicht
eine statistische Filterung des Quantisierungsgeräuschs und
führt für die Standard-Testbilder, die zur Erzeugung der
Wahrscheinlichkeitskarten verwendet wurden, zu befriedigen
den Ergebnissen.
In der Praxis stellt das Videosignal jedoch ein Bild dar,
dessen spektraler Gehalt im wesentlichen nicht voraussagbar
ist. Deshalb ergibt ein Kompander mit einer Übertragungs
funktion, die auf dem Spektralgehalt von Standard-Testbil
dern basiert, nicht notwendigerweise ein besonders gutes
Ergebnis.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu
schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gerät zur Delta-
Pulscodemodulation mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur
Erzeugung der Übertragungsfunktion eines einen Kompressor
bildenden Speichers für ein Gerät zur Delta-Pulscodemodula
tion.
Die erfindungsgemäße Ausbildung eines solchen Verfahrens ist
in Anspruch 10 angegeben.
Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher
erläutert:
Fig. 1 und 2 zeigen Blockdiagramme von Geräten zur Delta-
Pulscodemodulation,
Fig. 3 ist eine Quantisierungskennlinie, die die Anzahl der
Quantisierungspegel über der Eingangsfrequenz wieder
gibt,
Fig. 4 zeigt eine Kennlinie der Größe des Vorhersagefehlers
für Vollamplitude über der diagonalen
Raumfrequenz,
Fig. 5 zeigt eine Kennlinie der maximal erforderlichen
Quantisierungsstufengröße über dem Vorhersagefehler,
Fig. 6 zeigt ein Diagramm, das die Bildung der Quantisie
rungsstufe für einen Kompander veranschaulicht,
Fig. 7 zeigt ein Diagramm des Grenzfalls der Quantisierungs
schritte für einen Kompander,
Fig. 8 zeigt als Diagramm einen Teil eines Abtastwertfeldes
eines Videosignals,
Fig. 9 zeigt eine mit Hilfe eines Computer erzeugte
Darstellung des Vorhersagefehlers über der Vertikal-
und der Horizontal-Frequenz,
Fig. 10 und 11 zeigen Blockschaltbilder von Ausführungsfor
men des erfindungsgemäßen Geräts zur Delta-
Pulscodemodulation.
Wie oben erwähnt wurde, hat man bei früheren Arbeiten zur
Übertragungsfunktion eines Kompanders die größte Aufmerksam
keit auf das statistische Verhalten des Fehlersignals
gelegt. Um ein Videosignal in befriedigender Weise digital
zu codieren, müssen insbesondere zwei Bedingungen erfüllt
sein. Zunächst muß eine genügend große Anzahl von Luminanz
pegeln vorhanden sein, um diskrete Graupegel unsichtbar zu
machen. Sodann muß man eine genügend große Abtastfrequenz
verwenden, um der maximalen Horizontalfrequenz gerecht zu
werden. Letzteres entspricht der Forderung des Abtast
theorems. Um ein Videosignal perfekt zu regenerieren, müssen
theoretisch beide Bedingungen erfüllt sein. Es ist weniger
offensichtlich, läßt sich jedoch nachweisen, daß eine hohe
Raumfrequenz subjektiv weniger Luminanzpegel erfordert als
eine niedrige Raumfrequenz. Mit anderen Worten, die Anzahl
der zur Quantisierung eines Videosignals erforderlichen Bits
ist subjektiv nicht für alle Raumfrequenzen und Amplituden
konstant.
Als Extrembeispiel sei eine extrem schnelle Kante betrach
tet, die aus einem abrupten Übergang von schwarz zu weiß
besteht. Dies könnte tatsächlich durch ein einziges Bit
dargestellt werden, wobei beispielsweise "0" schwarz und "1"
weiß bedeutet. Als weiteres Extrembeispiel sei ein gleich
förmiger Übergang von schwarz auf weiß betrachtet, der sich
über eine vollständige horizontale Zeilenperiode erstreckt.
Dies läßt sich als eine Rampenfunktion betrachten, deren
Periode gleich der Periode einer horizontalen Zeile ist. Es
ist allgemein anerkannt, daß hierzu 8 Bit erforderlich sind,
weil etwa 256 verschiedene Luminanzpegel erforderlich sind,
um dem menschlichen Auge den Eindruck eines stufenlosen
Übergangs von schwarz auf weiß zu geben. Dies bedeutet, daß
ein Kompander, der die Anzahl der für die Quantisierung
verwendeten Bits dadurch reduzieren würde, daß beispiels
weise die drei niedrigstwertigen Bits aus einem mit 8 Bit
quantisierten Signal eliminiert werden, in dem ersten
Beispiel einer schnellen Kante ein vollkommen befriedigendes
Ergebnis liefert, in dem zweiten Beispiel eines Rampensig
nals jedoch kein befriedigendes Ergebnis, weil hier für das
Auge Luminanzschritte klar sichtbar sind. Allgemeiner
ausgedrückt: Ein rampfenförmiger Signalverlauf mit einer
Periodendauer von einer horizontalen Zeile zeigt die
Grauskalaquantisierung ausgeprägter als ein rampenförmiger
Signalverlauf mit wesentlich kürzerer Periode. Diese
Beziehung zwischen der für eine befriedigende Quantisierung
eines Bildelements erforderlichen Bit-Zahl und der Raumfre
quenz wird bei dem weiter unten zu beschreibenden Kompander
dazu verwendet, sichtbare Beeinträchtigungen in dem
endgültigen Bild zu verringern, die von dem Quantisie
rungsgeräusch herrühren.
Um diese Beziehung zu ermitteln, wurden Tests durchgeführt,
bei denen beispielsweise ein Zonengittergenerator zur
Synthetisierung von Raumfrequenzen mit in Abhängigkeit von
der Anzahl der Luminanzpegel variierender Auflösung
verwendet wurde. Dabei wurde ein linearer rampenförmiger
Verlauf von schwarz zu weiß mit einer Periodendauer
eingestellt, die einer horizontalen Zeilenperiode entsprach.
Durch Ausschalten des niedrigstwertigen Bits war es möglich,
Quantisierungsstufen erkennbar zu machen. Die Horizontalfre
quenz wurde dann vergrößert, bis diese Quantisierungsstufen
für einen Beobachter nicht mehr zu erkennen waren. Die
Horizontalfrequenz, bei der dies der Fall war, wurde
aufgezeichnet. Sodann wurde das nächste niedrigwertige Bit
ausgeschaltet. Die Prozedur wurde solange wiederholt, bis
man einen Satz von Punkten gewonnen hatte, die die kleinst
mögliche Anzahl von Quantisierungspegeln ergaben, die für
Raumfrequenzen von Null (Gleichspannung) bis zur Abtast
frequenz verwendbar sind. Dies ist graphisch als Quanti
sierungs-Wahrnehmungskurve in Fig. 3 dargestellt, in der die
erforderliche Anzahl von Quantisierungspegeln als Ordinaten
und die Eingangsfrequenzen in Bruchteilen der Abtastfrequenz
Fs als Abszissen aufgetragen sind.
Bei einem DPCM-Gerät der oben anhand von Fig. 1 und 2
beschriebenen allgemeinen Art sollten der Kompander und der
Prädiktor nicht als separate Einheiten betrachtet werden, da
die Leistungsfähigkeit des Prädiktors die Größe des
Fehlersignals E(i) in Abhängigkeit von der Richtung der
Raumfrequenzen in dem von dem Videosignal repräsentierten
Bild beeinflußt. Deshalb sollten die Eigenschaften des
Kompanders vorzugsweise mit der Vorhersagerichtung in
Einklang gebracht werden, die der Prädiktor im schlechtesten
Fall liefert.
Dies geschieht durch Verwendung einer von einem Computer
erzeugten Darstellung des maximalen Vorhersagefehlers in
zwei Dimensionen. Fig. 4 zeigt in einer Kurve der Prädiktor
fehlergröße die Größe des maximalen Fehlers längs der
diagonalen Achse einer zweidimensionalen Prädiktorsimulation
(die weiter unten in Verbindung mit Fig. 9 beschrieben ist).
Die Prozentwerte der maximalen Fehler sind als Ordinaten
über den Diagonalfrequenzen in Bruchteilen der Abtastfre
quenz Fs als Abszissen aufgetragen.
Durch Dividieren der Quantisierungs-Wahrnehmungskurve von
Fig. 3 durch die Kurve der Prädiktorfehlergröße von Fig. 4
(was deshalb möglich ist, weil beide Kurven über der
Frequenz aufgetragen sind) erhält man die in Fig. 5
dargestellte Kurve der Stufengröße für den Kompander. Diese
Division hat zur Folge, daß die in Prozentzahlen aus
gedrückten Vorhersagefehler die Abszissen werden und die
Ordinaten von den erforderlichen maximalen Quantisierungs
stufengrößen gebildet sind, die der Kompander für einen
gegebenen Vorhersagefehler benötigt. Somit gibt die in
Fig. 5 dargestellte Kurve die Anzahl der Quantisierungspegel
wieder, die der Kompander für einen gegebenen Vorhersagefeh
ler benötigt, und der Vorhersagefehler ist bekannt, weil er
gemäß dem in Fig. 4 wiedergegebenen Gesetz zur Eingangsfre
quenz proportional ist. Wenn beispielsweise der Vorhersage
fehler 50% beträgt, wie dies in Fig. 5 durch die gestrichel
ten Linien angedeutet ist, sind etwa 35 Quantisierungspegel
in dem Kompander erforderlich.
Die in Fig. 5 wiedergegebene Kurve der Quantisierungsgröße
wird dann zur Entwicklung des erforderlichen Grenzfallkom
panders verwendet, bei dem der Quantisierungseffekt aufgrund
der Verringerung der Bitzahl gerade durch die Wirkung der
hohen Raumfrequenz maskiert wird.
Dies geschieht folgendermaßen.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Gerät, bei dem das Eingangs-
Videosignal X(i) irgendeinen von 256 unterschiedlichen
Quantisierungspegeln haben kann, kann dann das dem Kompander
11 zugeführte Fehlersignal E(i) jeden beliebigen Wert in dem
Hexadezimalbereich von minus FF bis plus FF haben. Da die
Schleifenverstärkung in dem Kompander 11 nicht größer als 1
werden kann, das heißt das Ausgangssignal nicht größer
werden kann als das Eingangssignal, wird für den Kompander
11 eine absteigende Treppenstufenkennlinie erzeugt. Fig. 6
zeigt die Konstruktion der Quantisierungsstufen. Die obere
Kurve entspricht der Stufengrößenkurve von Fig. 5 mit
komprimierten Ordinaten. Darunter befindet sich die
Kompanderkennlinie, wobei die Ausgangssignale als Ordinaten
und die Eingangssignale als Abszissen, jeweils in Hexadezi
mal, dargestellt sind. Für den oberen Wert, das heißt ein
Eingangssignal (Fehlersignal) von FF, muß das Ausgangssignal
FF sein, und die Stufen müssen der geraden Linie von dem
Punkt FF/FF zurück zum Koordinatenursprung folgen.
Von dem oberen Wert dieser geraden Linie folgt man der Linie
zurück, bis die Kompanderstufengröße gleich der maximalen
Stufengröße ist, das heißt die Stufe k ist gleich k in der
oberen Kurve von Fig. 6. Dieser Punkt wird dann als nächster
Quantisierungspegel gesetzt, und das Verfahren wird für die
nächstfolgenden Schritte wiederholt: j = j, i = i, und so
weiter, bis der ganze Bereich zurück zum Koordinatenursprung
vervollständigt ist. Der Grenzfall für einen Bereich von 00
bis FF ist in Fig. 7 dargestellt. In diesem speziellen
Beispiel wurde herausgefunden, daß 17 Schritte erforderlich
sind, um ein positives Fehlersignal im Bereich von 00 bis FF
zu übertragen, das heißt jeden beliebigen Kompander-
Eingangswert im Bereich von 00 bis FF in einen von 17-
Kompander-Ausgangswerten umzuwandeln. Die Stufen liegen bei
0, 1, 2, 3, 5, 8 E, 17, 21, 2 D, 3 C, 4 E, 66, 83, A 6, D 0 und
FF. Man erkennt, daß für kleine Fehler (die niedrigen
Frequenzen entsprechen) eine eins-zu-eins-Korelation
zwischen Kompandereingangswert und -ausgangswert besteht,
jedoch dann, wenn die Fehler in ihrer Größe zunehmen (was
einer größerwerdenden Frequenz entspricht) ein zunehmend
größerer Bereich von Eingangswerten sämtlich zu demselben
Ausgangswert führen. Am oberen Ende des Bereichs liefern
alle Eingangswerte von D 0 bis FF den Ausgangswert FF. Wenn
man auch negative Fehler in Betracht zieht, sind insgesamt
33 Stufen (17 + 16) erforderlich. Dies ist eine unbequeme
Zahl, da sie gerade zu groß ist, um mit 5 Bits dargestellt
zu werden.
Die Kurve der maximalen Stufengröße im oberen Teil von
Fig. 5 wird deshalb skaliert, indem man jeden Wert mit der
gleichen Zahl multipliziert. Sodann wird das oben beschrie
bene Verfahren mit dem Ziel wiederholt, die Anzahl der
Stufen auf 32 oder gerade darunter zu verringern, so daß sie
mit 5 Bit dargestellt werden kann. Alternativ kann erforder
lichenfalls eine Skalierung durchgeführt werden, um die
Kompander-Ausgangswerte durch irgendeine andere Anzahl von
Bits wiedergeben zu können, zum Beispiel durch 3 oder 4
Bits. Dabei muß jedoch in Rechnung gestellt werden, daß eine
solche Kompression nicht ohne größere Beeinträchtigung der
Bildqualität durchführbar ist.
Beim oben erwähnten 5-Bit-Beispiel wird nun eine Tabelle
erzeugt, die angibt, in welcher Weise die einzelnen
Eingangs-Fehlersignale in dem Bereich von plus 255 bis minus
255 in einen der (beispielsweise) 32 Ausgangswerte umzuwan
deln sind, die mit 0 bis 31 bezeichnet und durch einen 5-
Bit-Ausgangswert dargestellt sind.
Zu diesem Zweck wird der Kompressor 12 von Fig. 2 als
Speicher realisiert, vorzugsweise als PROM (programmierbarer
Nurlesespeicher), der eine Nachschlagtabelle enthält und bei
Empfang eines 8-Bit-Eingangswerts im (dezimalen) Bereich von
minus 255 bis plus 255 diesen in einen 5-Bit-Ausgangswert
umwandelt. Der Kompander 11 von Fig. 2 ist ebenfalls als
PROM ausgebildet und umfaßt ein weiteres PROM, das eine
Nachschlagtabelle enthält. Bei Empfang eines 5-Bit-Eingangs
wert liefert er den entsprechenden 8-Bit-Ausgangswert. Ein
dem letztgenannten PROM ähnliches PROM in dem Kompander 11
ist in dem Gerät zum Empfang des Empfangs-Videosignals TX
vorgesehen.
Im folgenden sei der Prädiktor 1 von Fig. 1 und 2 näher
betrachtet.
Der Prädiktor 1 soll den Wert jeder Eingangs-Signalprobe des
Eingangs-Videosignals X(i) auf der Basis einer oder mehrerer
der zuvor empfangenen Abtastproben vorhersagen. Die zur
Verfügung stehenden Optionen bestehen darin, daß man
vorhergehende Abtastproben in einer oder zwei räumlichen
Dimensionen mit oder ohne Abtastproben aus der zeitlichen
Dimension, das heißt von einem oder mehreren vorhergehenden
Bildfeldern benutzt. Zur Vereinfachung seien hier nur
Prädiktoren betrachtet, die vorangehende Abtastproben in
einer oder zwei räumlichen Dimensionen verwenden. Selbstver
ständlich läßt sich die Erfindung auch auf DPCM-Geräte mit
anderen Prädiktoren anwenden.
Fig. 8 zeigt als Diagramm einen Teil eines Abtastprobenfel
des eines Videosignals. Falls x die vorherzusagende
Abtastprobe ist, liefert ein eindimensionaler Prädiktor
x = c, während ein zweidimensionaler Prädiktor beispielsweise
x = c + b-a liefern kann. Im letzteren Fall kann der Prädiktor-Aus gangswert außerhab des normalen Abtastprobenbereichs (0- 255) liegen und es müssen Vorkehrungen getroffen sein, um solche Überschreitungen oder Unterschreitungen zu berück sichtigen.
x = c, während ein zweidimensionaler Prädiktor beispielsweise
x = c + b-a liefern kann. Im letzteren Fall kann der Prädiktor-Aus gangswert außerhab des normalen Abtastprobenbereichs (0- 255) liegen und es müssen Vorkehrungen getroffen sein, um solche Überschreitungen oder Unterschreitungen zu berück sichtigen.
Unabhängig von der Form des gewählten Prädiktors 1 ist es
möglich, mit Hilfe eines Computers Fehlergrößen für
Eingangswerte mit voller Amplitude (ausgedrückt in Vertikal-
und Horizontal-Frequenzen) zu generieren, so daß der
maximale Fehler in jedem Punkt für alle Frequenz- und
Phasenwerte berechnet wird. Das Ergebnis des oben erwähnten
zweidimensionalen Prädiktors ist in Fig. 9 dargestellt, in
der jede Zahl den Mittelpunkt eines Bereichs angibt.
Beispielsweise steht 0 für 0 bis 5% Fehler, 3 für 25 bis 35%
Fehler und A für 95 bis 100% Fehler. Ein Querschnitt von
Koordinatenursprung zu dem Punkt maximalen Fehlers ergibt
die in Fig. 4 dargestellte Kurve der Prädiktor-Fehlergröße.
Es sei noch einmal auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen:
Die Schleifenberechnungszeit, das heißt die Zeit zur
Durchführung der Reihe von Operationen, die beim Eintreffen
jedes Worts des Eingangs-Videosignals X(y) ausgeführt
werden, darf die Datenperiode des Signals X(i), das heißt
den Abstand T der Wörter des Eingangs-Videosignals X(i),
nicht überschreiten. Der kritische Pfad, der die Schleifen
rechenzeit bestimmt, ist in Fig. 1 und 2 durch schraffierte
Linien dargestellt. Wenn der Kompressor 3, der Expander 4
und der Kompander 11 als PROMs ausgebildet sind, wird die
Schleifenrechenzeit durch die Zeiten bestimmt, die zur
Durchführung der Additionen in den Addierern 2 und 3 und zum
Auslesen der PROMs erforderlich sind, und die Zeitverzöge
rung in dem Prädiktor 1.
Wenn man die oben angegebene einfachste Form des Prädiktors
1 betrachtet, bei der jeder Vorhersagewert der Eingangs-
Abtastprobe von dem zuvor empfangenen Wert gebildet ist,
besteht der Prädiktor 1 aus einem Verzögerungselement, das
eine Verzögerung verursacht, die gleich dem Abstand T ist
und mathematisch als Z -1 dargestellt wird. Das Verzögerungs
element ist eine Halteschaltung (genauer gesagt, eine Gruppe
von parallel arbeitenden Halteschaltungen, deren Zahl der
Anzahl der Bits in jedem Eingangswort entspricht), die im
Abstand T getriggert wird. In diesem Fall wird die Schlei
fenrechenzeit durch die zur Durchführung der Additionen in
den Addierern 2 und 5 benötigten Zeiten bestimmt, ferner die
Zeit zum Auslesen der PROMs und die Einstell- und Ausbrei
tungszeiten der den Prädiktor 1 bildenden Halteschaltung.
Falls das in Fig. 2 dargestellte DPCM-Gerät beispielsweise
in Transistor-Transistor-Logik (TTL) realisiert ist und der
Prädiktor 1, wie beschrieben, aus einer einzigen Halteschal
tung besteht, ist die kürzeste der Zeit erreichbare
Schleifenrechenzeit etwa 70 ns. Das heißt, der Abstand T muß
größer sein als etwa 70 ns.
Im allgemeinen ist der Prädiktor 1 natürlich komplexer
aufgebaut und verwendet mehrere der vorhergehenden Abtast
proben. Deshalb befinden sich weitere Elemente in dem
kritischen Pfad, so daß die Schleifenrechenzeit vergrößert
wird.
Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel des DPCM-Geräts mit
einem in allgemeiner Form dargestellten Prädiktor 1, der zur
Bildung der einzelnen Abtastproben-Vorhersagewerte jeweils
mehrere (n + 1) vorangehende Abtastproben verwendet. Der
Prädiktor 1 umfaßt (n + 1) Halteschaltungen (Z -1-Verzögerungs
elemente) L 0 bis Ln, die hintereinander geschaltet sind. Ein
Ausgang jeder der Halteschaltungen L 0 bis Ln ist mit jeweils
einem von (n + 1) Multiplizierern M 0 bis Mn verbunden, in
denen eine von dazugehörigen Halteschaltung zugeführten
Abtastprobe mit jeweils von (n + 1) aus mehreren Bits
bestehenden Gewichtskoeffizienten ko bis kn multipliziert
wird, bevor sie zu einer Summiereinrichtung 31 weiterge
leitet wird. Die Summiereinrichtung 31 addiert die (n + 1)
Eingangssignale, die ihr von den Multiplizierern M 0 bis Mn
zugeführt werden, und erzeugt das Vorhersagewertsignal X(p).
Der Prädiktor 1 von Fig. 10 arbeitet in folgender Weise:
Während aufeinanderfolgender Taktperioden werden die von dem
Addierer 5 ankommenden Abtastproben durch die Halteschaltun
gen L 0 bis Ln getaktet. Dies geschieht ähnlich wie bei einem
Schieberegister. So halten die Halteschaltungen L 0 bis Ln
die vorangehenden (n + 1) Abtastproben des von dem Addierer 5
aufgenommenen Fehlersignals X(o). Während jeder Taktperiode
werden die Inhalte aller Halteschaltungen L 0 bis Ln in die
Multiplizierer M 0 bis Mn eingelesen und dort mit den
entsprechenden Gewichtungskoeffizienten ko-kn multi
pliziert. Die Werte dieser Gewichtungskoeffizienten sind so
gewählt, daß sie die (n + 1) Abtastproben in der der gewünsch
ten Prädiktionscharakteristik entsprechenden Weise gewich
ten. Die resultierenden (n + 1) Produktwörter oder Abtastpro
ben aus den Multiplizierern M 0 bis Mn werden der Summierein
richtung 31 zugeführt und - noch während derselben Taktperi
ode - zueinander addiert, so daß eine einzelne Vorhersage-
Abtastprobe des Vorhersage-Abtastproben-Signals X(p) erzeugt
wird.
Es sei hier erwähnt, daß die Anzahl der Halteschaltungen
(Z -1-Verzögerungselemente) in dem Prädiktor in Abhängigkeit
von der gewünschten Vorhersagegenauigkeit beliebig gewählt
werden kann. Der Prädiktor 1 von Fig. 10 gleicht einem
endlichen Impulsantwortfilter, wie es bei der Bildsignal
verarbeitung verwendet wird. Bei der Realisierung des
Prädiktors von Fig. 10 können deshalb die vom Entwurf solcher
Filter bekannten Verfahren Anwendung finden. In Fig. 10 ist
wie in Fig. 1 und 2 der für die Schleifenrechenzeit kritische
Pfad durch schraffierte Linien dargestellt. Wie bei dem
einfachen Prädiktor, der aus einer einzigen Halteschaltung
besteht, wird die Schleifenrechenzeit durch die Zeit bestimmt,
die zur Durchführung der Additionen in den Addierern 2 und 5
bestimmt werden, ferner die zum Auslesen der PROMs erforder
liche Zeit, sowie die Einstell- und Ausbreitungszeiten einer
Halteschaltung. Zusätzlich umfaßt die Schleifenrechenzeit
jedoch:
- (i) die Zeit für die Durchführung der Multiplikation in den Multiplizierern M 0 bis Mn. Da diese parallel arbeiten, entspricht diese Zeit (unter der Voraus setzung, daß alle gleich schnell arbeiten) der Arbeitszeitverzögerung eines Multiplizierers beziehungsweise des am langsamsten arbeitenden Multiplizierers, sowie
- (ii) die Zeit, die die Summiereinrichtung 31 zum Addieren der von den (n + 1) Multiplizierern M 0 bis Mn kommenden (n + 1) Produkte und zur Erzeugung der Vorhersage-Abtastprobe.
Die für das Multiplizieren zusätzliche erforderliche Zeit
hängt davon ab, ob die Gewichtungskoeffizienten ko bis kn
binäre Koeffizienten sind, das heißt einen Wert 2 p haben
(worin p eine ganze Zahl ist). Bei binären Koeffizienten
entsteht eine Verzögerung, da die der Multiplikation äquiva
lente Operation dadurch vorgenommen wird, daß lediglich der
Stellenwert der Bits der von den Halteschaltungen L 0 bis Ln an
die Summiereinrichtung 31 gegebenen Wörter um p Stellen nach
oben oder nach unten verschoben wird. Die binären Koeffizien
ten können Bruchzahlen sein oder größer als eins, der Bereich
für p reicht (bei einem 8-Bit-Wort) von -7 bis oo. Üblicher
weise wird eine Verschiebung nach unten stattfinden, da die
Addition in der Summiereinrichtung 31 einen Ausgangswert
liefert, der aus Stabilitätsgründen bei Gleichstrom (gleicher
Wert der Eingangswörter) kleiner oder gleich 1 ist. Falls die
Gewichtungskoeffizienten jedoch keine binären Koeffizienten
sind, müssen die Multiplizierer M 0 bis Mn verwendet werden und
es müssen beträchtliche zusätzliche Zeitbeträge zur Durchfüh
rung der Multiplikationen angesetzt werden.
Die Zeit, die die Summiereinrichtung 41 zum Addieren der
(n + 1) Produkte benötigt, ist im allgemeinen erheblich größer
als die Zeit, die für das Multiplizieren benötigt wird, dies
selbst dann, wenn die Gewichtungskoeffizienten nicht binär sind
und deshalb die Schleifenrechenzeit ungünstig beeinflussen.
Der Grund hierfür liegt darin, daß die Summiereinrichtung 41
dann, wenn die Anzahl der in dem Prädiktor 1 zu verarbeitenden
Abtastproben größer ist als zwei, aus einer Gruppe von
Addierern besteht, die jeweils nur zwei Wörter addieren
können, und wenigstens einige dieser Addierer innerhalb
derselben Taktperiode nacheinander arbeiten müssen.
Wenn man die Konfiguration des Prädiktors in der Weise
modifiziert, daß die Addierer zwischen den Verzögerungsele
menten so verteilt sind, daß alle Addierer in jeder Takt
periode gleichzeitig arbeiten, erhält man im wesentlichen den
gleichen Effekt wie bei dem Prädiktor 1 des Geräts von
Fig. 10. Trotz der Tatsache, daß die Addition nicht als ab
schließender Schritt durchgeführt wird, nachdem alle Wörter in
ihre korrekte zeitliche Beziehung gebracht und gewichtet sind,
ist das "Netto"-Ergebnis dasselbe. Wie weiter unten demon
striert wird, erreicht man dieses Ergebnis jedoch in der
Weise, daß die Schleifenrechenzeit von der Anzahl der bei der
Berechnung der einzelnen Wörter des Vorhersagewertsignals X(p)
unabhängig ist.
In Fig. 11 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
DPCM-Geräts mit einem solchen Prädiktor dargestellt. Dieser
Prädiktor, der mit 41 bezeichnet ist, besitzt wie der
Prädiktor 1 des Geräts von Fig. 10 Halteschaltungen L 0 bis Ln
und Multiplizierer M 0 bis Mn, denen die betreffeden Gewich
tungskoeffizienten ko bis kn zugeführt werden. Der Prädiktor
41 umfaßt ferner Addierer A 0, A 1, A 2, A 3 usw.
Wie aus Fig. 11 erkennbar ist, bilden die Addierer A 0 usw.,
die Multiplizierer M 0 usw. und die Halteschaltungen (Verzöge
rungselemente) L 1 ein Kettennetzwerk. Das empfangene Fehler
signal X(o) wird über die Halteschaltung L 0 einer ersten Seite
des Kettennetzwerks zugeführt, so daß jedes Wort von der
Halteschaltung L 0 gleichzeitig an alle Multiplizierer M 0 usw.
angelegt wird, die in den Maschen des Kettennetzwerks
angeordnet sind. Die Addierer A 0 usw. sind an den Knoten
punkten der zweiten Seite des Kettennetzwerks und die
Halteschaltungen L 1 usw. zwischen den Addierern in der zweiten
Seite des Kettennetzwerks angeordnet.
Während des Betriebs wird zu Beginn jeder Taktperiode dasselbe
Wort des über die Halteschaltung L 0 zugeführten Empfang-
Fehlersignals X(o) den Multiplizierern M 0 usw. zugeführt und
von diesen gewichtet. Anschließend werden während desselben
Taktzyklus die gewichteten Wörter mit Ausnahme des aus dem
Multiplizierer Mn kommenden gewichteten Wortes in den
jeweiligen Addierern A 0 usw. (die im wesentlichen gleichzeitig
arbeiten) zu einem Wort addiert, das in den Halteschaltungen
L 1 usw. während eines vorangehenden Taktzyklus gespeichert
wurde. Bei seiner Wanderung in der oberen Hälfte des Ketten
netzwerks von links nach rechts (gemäß der Darstellung in
Fig. 11) wird zu jedem gewichteten Wort während jedes folgenden
Taktzyklus ein gewichtetes Wort von einem vorangehenden
Taktzyklus addiert. Somit ist, wie bei der Anordnung von
Fig. 10, jedes von dem Prädiktor 41 erzeugte (von dem Addierer 40
abgegebene) Wort ein Vorhersagewert eines Eingangsworts auf
der Basis mehrerer vorangehender Wörter des empfangenen
Fehlersignals X(o). Die verschiedenen Additionsschritte wurden
jedoch während einer Folge von Taktzyklen, bei denen das Wort
durch das Kettennetzwerk getaktet wurde, von den simultan
betätigten Addierern A 0 usw. und nicht sequentiell am Ende der
einzelnen Taktzyklen durchgeführt.
Wie in Fig. 1, 2 und 10 ist der der Schleifenrechenzeit
entsprechende kritische Pfad in Fig. 11 durch schraffierte
Linien gekennzeichnet. Wie bei dem oben beschriebenen
einfachen (aus einer Halteschaltung bestehenden) Prädiktor
wird die Schleifenrechenzeit bestimmt durch die Zeiten, die
für die Additionen in den Addierern 2 und 5 benötigt werden,
die Zeit zum Auslesen des PROMs des Kompanders 11 und die
Einstell- und Ausbreitungszeit einer einzelnen Halteschal
tung, nämlich der Halteschaltung L 0. Zusätzlich wird die
Schleifenrechenzeit bestimmt durch die, die für die Betätigung
eines einzelnen Multiplizierers (des Multiplizierers M 0) und
eines einzelnen Addierers (des Addierers A 0) benötigt wird.
Somit vergrößert sich die Rechenzeit von 70 ns in dem obigen
Beispiel für den Fall des einfachen (aus einer Halteschaltung
bestehenden) Prädiktors in TTL-Technik bei dem in Fig. 11
dargestellten Fall auf etwa 90 ns, falls die Gewichtungskoeffi
zienten binär sind, und auf etwas über 100 ns, falls die
Gewichtungskoeffizienten nicht binär sind. Es sei jedoch
darauf hingewiesen, daß die Schleifenrechenzeit sich im
Gegensatz zum Beispiel von Fig. 10 nicht vergrößert, wenn die
Zahl der "Abgriffe" (das heißt die Anzahl der für die
Berechnung der einzelnen Vorhersagewerte verwendeten Abtast
werte des empfangenen Fehlerworts) größer wird.
Claims (12)
1. Gerät für die Delta-Pulscodemodulation
mit Mitteln (2) zur Erzeugung eines Fehlersignals (E(i)), die ein Eingangs-Videosignal (X(i)) aufnehmen, das aus aufeinanderfolgenden, Video-Abtastproben darstellenden, Wörtern besteht und die (2) aus diesen ein Fehlersignal (E(i)) erzeugen, dessen aufeinanderfolgene Wörter jeweils die Differenz zwischen einem Wort des Eingangs-Videosignals (X(i)) und einem Vorhersagewert für dieses darstellen,
mit Mitteln (1, 12) zum Komprimieren und Expandieren des Fehlersignals (E(i)) und zur Erzeugung eines Empfang- Videosignals (RX)
mit einer Addiereinrichtung (5) zum Addieren aufeinanderfolgender Wörter des Empfangs-Videosignals zu aufeinanderfolgenden Wörtern eines die genannten Vorhersage werte repräsentierenden Vorhersagewertsignals (X(p)) und zur Erzeugung eines Empfangs-Fehlersignals (X(o))
sowie mit einem Prädiktor (1) zur Erzeugung des Vorhersagewertsignals (X(p)), der auf das Empfangs-Fehler signal (X(o)) anspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfunktion der genannten Mittel (1, 12) zum Komprimieren und Expandieren des Fehlersignals (E(i)) für jede in einem Bereich von Eingangsfrequenzen des Videosignals liegende Frequenz in Abhängigkeit von der minimalen Anzahl von Quantisierungspegeln festgelegt ist, die zur Quantisierung eines Bildelements eines Videosignals erforderlich sind, ohne daß die Quantisierungspegel visuell erkennbar sind.
mit Mitteln (2) zur Erzeugung eines Fehlersignals (E(i)), die ein Eingangs-Videosignal (X(i)) aufnehmen, das aus aufeinanderfolgenden, Video-Abtastproben darstellenden, Wörtern besteht und die (2) aus diesen ein Fehlersignal (E(i)) erzeugen, dessen aufeinanderfolgene Wörter jeweils die Differenz zwischen einem Wort des Eingangs-Videosignals (X(i)) und einem Vorhersagewert für dieses darstellen,
mit Mitteln (1, 12) zum Komprimieren und Expandieren des Fehlersignals (E(i)) und zur Erzeugung eines Empfang- Videosignals (RX)
mit einer Addiereinrichtung (5) zum Addieren aufeinanderfolgender Wörter des Empfangs-Videosignals zu aufeinanderfolgenden Wörtern eines die genannten Vorhersage werte repräsentierenden Vorhersagewertsignals (X(p)) und zur Erzeugung eines Empfangs-Fehlersignals (X(o))
sowie mit einem Prädiktor (1) zur Erzeugung des Vorhersagewertsignals (X(p)), der auf das Empfangs-Fehler signal (X(o)) anspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfunktion der genannten Mittel (1, 12) zum Komprimieren und Expandieren des Fehlersignals (E(i)) für jede in einem Bereich von Eingangsfrequenzen des Videosignals liegende Frequenz in Abhängigkeit von der minimalen Anzahl von Quantisierungspegeln festgelegt ist, die zur Quantisierung eines Bildelements eines Videosignals erforderlich sind, ohne daß die Quantisierungspegel visuell erkennbar sind.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel (1, 12) zum Komprimieren und Expan
dieren des Fehlersignals einen Speicher enthalten und daß die
Festlegung der genannten Übertragungsfunktion folgende
Schritte umfaßt:
Es wird für jede innerhalb eines Bereichs von Eingangs-Frequenzen des Videosignals liegende Frequenz die minimale Anzahl von Quantisierungspegeln bestimmt, die zur Quantisierung eines Bildelements des Videosignals erforder lich sind, ohne daß die Quantisierungspegel visuell erkennbar sind,
es wird der Fehler im Ausgangssignal des Prädiktors (1) für denselben Bereich von Eingangsfrequenzen bestimmt,
aus der genannten Anzahl von Quantisierungspegeln und den Fehlern wird die maximale Anzahl der für jeden Fehler wert erforderlichen Quantisierungspegel bestimmt,
aus der maximalen Anzahl von Quantisierungspegel wird eine Tabelle konstruiert, die im wesentlichen 2 n verschie dene Ausgangswerte des Kompressors zu jeweils einem Bereich einer entsprechenden Anzahl von aneinandergrenzenden Bereichen der dem Kompressor zugeführten Fehlerwörter in Abhängigkeit von der genannten maximalen Anzahl von Quantisierungspegeln in Beziehung setzt, die für die Fehlerwörter in dem entsprechenden Bereich erforderlich sind,
die Tabelle wird in dem Speicher gespeichert.
Es wird für jede innerhalb eines Bereichs von Eingangs-Frequenzen des Videosignals liegende Frequenz die minimale Anzahl von Quantisierungspegeln bestimmt, die zur Quantisierung eines Bildelements des Videosignals erforder lich sind, ohne daß die Quantisierungspegel visuell erkennbar sind,
es wird der Fehler im Ausgangssignal des Prädiktors (1) für denselben Bereich von Eingangsfrequenzen bestimmt,
aus der genannten Anzahl von Quantisierungspegeln und den Fehlern wird die maximale Anzahl der für jeden Fehler wert erforderlichen Quantisierungspegel bestimmt,
aus der maximalen Anzahl von Quantisierungspegel wird eine Tabelle konstruiert, die im wesentlichen 2 n verschie dene Ausgangswerte des Kompressors zu jeweils einem Bereich einer entsprechenden Anzahl von aneinandergrenzenden Bereichen der dem Kompressor zugeführten Fehlerwörter in Abhängigkeit von der genannten maximalen Anzahl von Quantisierungspegeln in Beziehung setzt, die für die Fehlerwörter in dem entsprechenden Bereich erforderlich sind,
die Tabelle wird in dem Speicher gespeichert.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Festlegen der Übertragungsfunktion das Konstruieren einer
weiteren Tabelle aus der erstgenannten Tabelle und das
Speichern dieser weiteren Tabelle in dem Speicher umfaßt,
wobei die weitere Tabelle die Invertierung der erstgenannten
Tabelle bildet.
4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Speicher ein programmierbarer Nurlesespeicher ist.
5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Prädiktor (1) ein Kettennetzwerk ist
mit Verzögerungselementen (L 0 usw.), die zwischen den Knoten
in der einen Seite des Kettennetzwerks eingefügt sind.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den
Knotenpunkten der genannten Seite des Kettennetzwerks
Addierer (A 0 usw.) angeordnet sind.
7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Prädiktor (1) Multiplizierer (M 0) enthält, die in die
Querzweige des Kettennetzwerks eingefügt sind und denen
jeweilige Gewichtungskoeffizienten zuführbar sind.
8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2) zur Erzeugung des
Fehlersignals einen Subtrahierer enthält, dem das Vorher
sagewertsignal (X(p)) zuführbar ist.
9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel (1, 12) zum Komprimieren und
Expandieren des Fehlersignals einen Kompander (1) enthält
und daß ein Kompressor (12) zum Komprimieren des Fehlersig
nals vorgesehen ist.
10. Verfahren zum Festlegen der Übertragungsfunktion einen
Kompressor bildenden Speichers in einem Gerät zur Delta-
Pulscodemodulation zum Komprimieren von durch die Vorhersage
aufeinanderfolgender N-Bit-Eingangswörter des genannten
Geräts abgeleiteten beziehungsweise aufeinanderfolgender
Abtastproben eines Videosignals darstellenden binären
Wörtern in n-Bit-Ausgangswörter, wobei N größer ist als n,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Es wird für jede innerhalb eines Bereichs von Eingangs-Frequenzen des Videosignals liegende Frequenz die minimale Anzahl von Quantisierungspegeln bestimmt, die zur Quantisierung eines Bildelements des Videosignals erforder lich sind, ohne daß die Quantisierungspegel visuell erkennbar sind,
es wird der Fehler in dem Ausgangssignal eines Prädiktors bestimmt, der für die Vorhersage des Werts der einzelnen Eingangswörter in Abhängigkeit von dem Wert oder den Werten wenigstens eines früheren Eingangsworts für den selben Bereich von Eingangsfrequenzen verwendet werden soll,
aus der genannten Anzahl von Quantisierungspegeln und den Fehlern wird die maximale Anzahl der für jeden Fehlerwert erforderlichen Quantisierungspegel bestimmt,
aus der maximalen Anzahl von Quantisierungspegeln wird eine Tabelle konstruiert, die im wesentlichen 2 n verschiedene Aus gangswerte des Kompressors zu jeweils einem Bereich einer entsprechenden Anzahl von aneinandergrenzenden Bereichen der dem Kompressor zugeführten Fehlerwörter in Abhängigkeit von der genannten maximalen Anzahl von Quantisierungspegeln in Beziehung setzt, die für die Fehlerwörter in dem entspre chenden Bereich erforderlich sind,
die Tabelle wird in dem Speicher gespeichert.
Es wird für jede innerhalb eines Bereichs von Eingangs-Frequenzen des Videosignals liegende Frequenz die minimale Anzahl von Quantisierungspegeln bestimmt, die zur Quantisierung eines Bildelements des Videosignals erforder lich sind, ohne daß die Quantisierungspegel visuell erkennbar sind,
es wird der Fehler in dem Ausgangssignal eines Prädiktors bestimmt, der für die Vorhersage des Werts der einzelnen Eingangswörter in Abhängigkeit von dem Wert oder den Werten wenigstens eines früheren Eingangsworts für den selben Bereich von Eingangsfrequenzen verwendet werden soll,
aus der genannten Anzahl von Quantisierungspegeln und den Fehlern wird die maximale Anzahl der für jeden Fehlerwert erforderlichen Quantisierungspegel bestimmt,
aus der maximalen Anzahl von Quantisierungspegeln wird eine Tabelle konstruiert, die im wesentlichen 2 n verschiedene Aus gangswerte des Kompressors zu jeweils einem Bereich einer entsprechenden Anzahl von aneinandergrenzenden Bereichen der dem Kompressor zugeführten Fehlerwörter in Abhängigkeit von der genannten maximalen Anzahl von Quantisierungspegeln in Beziehung setzt, die für die Fehlerwörter in dem entspre chenden Bereich erforderlich sind,
die Tabelle wird in dem Speicher gespeichert.
11. Verfahren zum Festlegen der Übertragungsfunktion
einer einen Kompander bildenden Speichereinrichtung in einem
Gerät zur Delta-Pulscodemodulation
zum Komprimieren von durch Vorhersage aufeinander folgender N-Bit-Eingangswörter des genannten Geräts abgeleite ten beziehungsweise aufeinanderfolgenden Abtastproben eines Videosignals bildenden binären Wörtern in n-Bit-Ausgangswör ter, wobei N größer ist als n,
und zum Expandieren der n-Bit-Ausgangswörter in entsprechende aufeinanderfolgende N-Bit-Ausgangswörter, die jeweils den genannten Eingangswörtern entsprechen,
mit folgenden Verfahrensschritten:
Es wird die genannte Tabelle gemäß den Verfahrens schritten von Anspruch 10 konstruiert,
diese Tabelle wird in einem Speicher der genannten Speichereinrichtung gespeichert,
aus der Tabelle wird eine weitere Tabelle konstru iert, die die Invertierung der erstgenannten Tabelle darstellt,
diese weitere Tabelle wird in einem Speicher der Speichereinrichtung gespeichert.
zum Komprimieren von durch Vorhersage aufeinander folgender N-Bit-Eingangswörter des genannten Geräts abgeleite ten beziehungsweise aufeinanderfolgenden Abtastproben eines Videosignals bildenden binären Wörtern in n-Bit-Ausgangswör ter, wobei N größer ist als n,
und zum Expandieren der n-Bit-Ausgangswörter in entsprechende aufeinanderfolgende N-Bit-Ausgangswörter, die jeweils den genannten Eingangswörtern entsprechen,
mit folgenden Verfahrensschritten:
Es wird die genannte Tabelle gemäß den Verfahrens schritten von Anspruch 10 konstruiert,
diese Tabelle wird in einem Speicher der genannten Speichereinrichtung gespeichert,
aus der Tabelle wird eine weitere Tabelle konstru iert, die die Invertierung der erstgenannten Tabelle darstellt,
diese weitere Tabelle wird in einem Speicher der Speichereinrichtung gespeichert.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß der oder jeder Speicher ein programmierbarer
Nurlesespeicher ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8707556A GB2203012B (en) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | Differential pulse code modulation |
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Publication Number | Publication Date |
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DE3810916A1 true DE3810916A1 (de) | 1988-10-13 |
DE3810916C2 DE3810916C2 (de) | 1997-03-13 |
Family
ID=10614914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3810916A Expired - Lifetime DE3810916C2 (de) | 1987-03-30 | 1988-03-30 | Delta-Pulscodemodulation |
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JP (1) | JPS63253786A (de) |
KR (1) | KR950012979B1 (de) |
DE (1) | DE3810916C2 (de) |
FR (1) | FR2613559B1 (de) |
GB (1) | GB2203012B (de) |
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