DE3855477T2

DE3855477T2 - Dpcm-system mit zwei auflösungsstufen

Info

Publication number: DE3855477T2
Application number: DE3855477T
Authority: DE
Inventors: Leonard Schiff
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1987-04-17
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2008-04-14
Also published as: EP0355120B1; JPH02503139A; DE3855477D1; US4745474A; EP0355120A1; JP2806957B2; EP0355120A4; WO1988008237A1; SG54146A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein DPCM (Differenzpulscodemodulations) System. DPCM Systeme sind in Anwendungen, wie beispielsweise Video-Telekonferenzen über Satellit, verwendbar.
Es gibt ein Interesse an der Verwendung von Satelliten, um zuverlässige Video-Telekonferenz-Services unter Verwendung digitaler Datenübertragung zur Verfügung zu stellen. Es ist jedoch aufgrund von Leistungs- und Bandbreiteneinschränkungen des Satelliten wichtig, daß die Datenrate in Übereinstimmung mit einer akzeptablen Bildqualität minimiert wird. Ein Weg besteht darin, DPCM zu verwenden, wobei Daten nur übertragen werden, wenn Änderungen in dem Bild auftreten, z.B. von einem Pixel in einem Vollbild zu einen entsprechenden Pixel in dem nächsten Vollbild oder von einem Pixel in einer Linie zu einem folgenden in der gleichen Linie. Es ist zwar besonders wichtig, wenn ein Satelliten-Übertragungskanal verwendet wird, aber es ist immer wünschenswert, die Datenrate auf einen möglichst kleinen Wert zu senken unabhängig von dem verwendeten Übertragungskanal, d.h. über Satellit oder terrestrisch.
Selbst mit üblicherweise kleinen Datenraten, die durch ein DPCM System erzeugt werden, kann ein Sender-Ausgangspuffer durch die Eingangsdaten überladen werden, wenn es eine große Bewegung in dem Bild gibt. Der Puffer kann ein Signal liefern, das anzeigt, daß er an oder nahe seiner Kapazität ist, und dieses Signal kann verwendet werden, die Eingangsdatenrate zu verringern, indem die Anzahl von quantisierenden Pegeln und/oder die Anzahl von Abtastungen (Sampels) verringert wird. Ein derartiges System verschlechtert jedoch die Bildauflösung nicht nur in den Bildbereichen mit Bewegungen, wo die Verschlechterung akzeptabel ist, da die Auflösung des menschlichen Auges mit zunehmender Bewegung abnimmt, sondern es verschlechtert auch die Auflösung in stationären Bildbereichen, wo dies möglicherweise nicht akzeptabel ist.
Ein typisches Beispiel (das kein DPCM verwendet) der Verwendung von einem System, das auf Pufferkapazität anspricht, ist in dem US-Patent US-A-4 051 530 beschrieben, bei dem das Differenzsignal von einem Subtrahierer einem Amplituden-Einsteller zugeführt wird, der dessen Amplitude gemäß der Aufnahmefähigkeit des Puffers steuert. Ein bekanntes System, bei dem das Differenzsignal einem Schwellenwert ausgesetzt wird, der die Puffer-Aufnahmefähigkeit verändert, ist ebenfalls erwähnt. Es wird jedoch deutlich, daß diese beiden Systeme dem Problem ausgesetzt sein würden, das in dem vorstehenden Paragraph erörtert ist.
Ein Papier mit dem Titel "A Two-Channel Picture Coding System: I-Real Time Implementation" von Troxel u.a. (IEEE transactions on Communications, 12. Dezember 1981) offenbart ein System, das Minimum Noise Visibility Coding (MNVC) und kein DPCM verwendet. Das System hat Schaltungsanordnungen zur Lieferung erster Daten, die eine Tiefpaßgefilterte Version mit geringer Auflösung von einem Bild darstellen, und Schaltungsanordnungen zur Lieferung zweiter Daten, die eine Hochpaß-gefilterte Version des Bildes mit hoher Auflösung darstellen. Dieses System enthält jedoch keinen Puffer, so daß das Problem des Puffer-Überflusses selbstverständlich nicht auftritt.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Einrichtung geschaffen zum Übertragen eines digitalen Fernsehbildsignals, enthaltend einen Puffer mit einer ersten Ausgangseinrichtung zum Liefern des digitalen Fernsehbildsignals; eine Einrichtung zur Lieferung erster Daten an den Puffer, die eine eine kleine Auflösung aufweisende Tiefpaßgefilterte Version des Bildes darstellen, und zur Lieferung eines eine Bewegung anzeigenden Signals; eine Einrichtung zur Lieferung zweiter Daten, die eine eine hohe Auflösung aufweisende Hochpaß-gefilterte Version des Bildes darstellen an den Puffer dann, wenn der Puffer die zweiten Daten ohne überzufließen aufnehmen kann gemäß dem eine Bewegung anzeigenden Signal und dem Pufferaufnahme- bzw. -belegungsstatus, wobei die zweiten Daten geliefert werden, wenn der Pufferbelegungsstatus klein ist, und auch dann, wenn der Pufferbelegungsstatus einen Zwischenwert hat und keine wesentliche Bewegung vorhanden ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Einrichtung geschaffen zum Empfangen eines digitalen Fernsehbildsignals und eines Senderpuffer-Belegungsstatussignals, wobei die Einrichtung einen Puffer mit einer Eingangseinrichtung zur Aufnahme der Signale und einer ersten Ausgangseinrichtung zur Lieferung erster Daten, die eine eine geringe Auflösung aufweisende Tiefpaß-gefilterte Version des Bildes darstellen, und einer zweiten Ausgangseinrichtung zur Lieferung einer eine hohe Auflösung aufweisenden Tiefpaß-gefilterten Version des Bildes, und einer dritten Ausgangseinrichtung, die das Pufferstatussignal liefert; einen Addierer; eine Einrichtung, die mit der ersten Ausgangseinrichtung und mit dem Addierer verbunden ist, zur Lieferung der ersten Daten an den Addierer und eines Bewegungsindikatorsignals; eine Einrichtung enthält, die mit den zweiten und dritten Ausgangseinrichtungen, mit dem Addierer und mit der ersten Lieferungseinrichtung verbunden ist, um das Bewegungsindikatorsignal und das Pufferstatus signal zu empfangen und an den Addierer die zweiten Daten zu liefern, wenn das Senderpuffer-Statussignal klein ist und auch dann, wenn der Belegungs- bzw. Aufnahmestatus einen Zwischenwert hat und keine wesentliche Bewegung vorhanden ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Figur 1 ist ein Blockdiagramm von einem Sender gemäß der Erfindung;
Figur 2 ist ein Blockdiagramm von einer in Figur 1 verwendeten DPCM Schleife mit kleiner Auflösung;
Figur 3 ist ein Blockdiagramm von einer in Figur 1 verwendeten DPCM Schleife mit hoher Auflösung;
Figur 4 ist ein Blockdiagramm von einem Empfänger gemäß der Erfindung;
Figur 5 ist ein Blockdiagramm von einer in Figur 4 verwendeten inversen DPCM Schleife mit kleiner Auflösung; und
Figur 6 ist ein Blockdiagramm von einer in Figur 4 verwendeten inversen DPCM Schleife mit hoher Auflösung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist ein Eingang 10 gezeigt, der ein analoges Videosignal empfängt, wie beispielsweise eine Luminanz- oder Chrominanz-Komponente (oder andere Signalkomponenten, die für ein farbiges oder monochromes Videobild beschreibend sind), die üblicherweise eine Bandbreite von etwa 2 MHz aufweist, das an einen Digitalisierer (Sampler, gefolgt von einem Analog/Digital-Umsetzer) 12, der auch ein Abtast- bzw. Samplingsignal fs empfängt, das üblicherweise etwa 4,4 MHz beträgt. Das Ausgangssignal aus dem Digitalisierer 12, das die beabsichtigte Auflösung an dem Empfänger hat und üblicherweise acht parallele Bits aufweist, wird an einen Subtrahierer 14 und auch an ein zweidimensionales Tiefpaßfilter (LPF) 16 mit endlicher Impulsantwort angelegt, wie beispielsweise zwei Schieberegister (eins für jede Dimension, wobei jedes gewichtete Anzapfungen hat), um Aliasing zu vermeiden, wenn es dezimiert wird (nachfolgend beschrieben). Das Ausgangssignal aus dem LPF 16 wird an einen Subsampler 18 angelegt, der ein Samplingsignal bei fs/2 (andere Subsampling-Verhältnisse sind möglich) empfängt, der bei 2:1 in jeder Richtung subsampelt, um ein vierfach dezimiertes Signal zu liefern. Das Ergebnis ist ein Signal mit kleiner räumlicher Auflösung, das an einen Interpolator 20 und auch an eine eine kleine Auflösung aufweisende DPCM Schleife 22 mit einem adaptiven Voraussager (nachfolgend im Detail beschrieben) angelegt wird. Die adaptive DPCM Schleife 22 liefert ein Bewegungsindikatorsignal auf einer Leitung 23, das anzeigt, ob es eine wesentliche Bewegung in dem Bild zu einer DPCM Schleife 24 mit hoher Auflösung (nachfolgend im Detail beschrieben) und einem Videosignal mit kleiner Auflösung zu einem Huffman- und Lauflängen-Kodierer 26 gibt, der in der Form von einer Festspeicher (ROM)-Nachschlagetabelle implementiert sein kann. Der Kodierer 26 liefert erste Daten, die ein Tiefpaß-gefiltertes Videosignal mit kleiner Auflösung an einen Puffer 28 darstellt, der in der Form von einem Speicher vorliegen kann.
Das Ausgangssignal aus dem Interpolator 20 hat die vierfache Zahl von Pixeln wie sein Eingangssignal (das Zweifache in jeder Richtung) und ist somit ein übersampeltes, eine kleine Auflösung aufweisendes oder Tiefpaß-gefiltertes Signal. Dieses Signal wird von dem ursprünglichen Signal mit hoher Auflösung durch den Subtrahierer 14 subtrahiert, was ein Hochpaß-gefiltertes Signal mit hoher Auflösung zur Folge hat, das an die DPCM Schleife 24 angelegt wird. Das Ausgangssignal aus der DPCM Schleife 24 wird an einen Huffman- und Lauflängenkodierer 30 angelegt, der mit dem Kodierer 26 identisch ist, während der Kodierer 30 gewöhnlich ein zweites Datensignal, das ein Hochpaß-gefiltertes Bild darstellt, an den Puffer 28 liefert.
Der Puffer 28 speichert seinerseits viele Vollbilder (Frames) des komprimierten digitalen Videosignals, üblicherweise ein viertel bis ein halber zweiter Wert, und liefert dann ein konstantes Datenraten-Ausgangssignal auf einer Leitung 32, das normalerweise dazu verwendet wird, um ein Hochfrequenz (HF)-Trägersignal zu modulieren, oder es wird an einen Basisband-Datenkanal geliefert. Ein Puffer- Rückführungssignal wird auf einer Leitung 34 an die DPCM Schleife 24 und an den Kodierer 30 geliefert. Dieses Rückführungssignal stellt drei Belegungs- bzw. Aufnahmezustände des Puffers 28 dar, nämlich einen hohen, einen dazwischen liegenden bzw. einen niedrigen, und kann generiert werden, indem die Differenz zwischen einem Voll-Zeiger (nicht gezeigt) und einem Leer-Zeiger (nicht gezeigt) abgeleitet wird, die in dem Puffer 28 angeordnet sind. Immer wenn der Puffer 28 seinen Aufnahmezustand ändert, wird diese Tatsache auf der Leitung 32 signalisiert durch Übertragung von einem Codewort, das Hinweischarakter für den besonderen neuen Status hat, üblicherweise am Beginn von einer Abtastzeile. Weiterhin sind Synchronisations- und Audiosignale auf der Leitung 32 durch multiplexierende Einrichtungen vorhanden, wie es allgemein bekannt ist.
Wenn im Betrieb die Belegung (Aufnahmestatus) des Puffers 28 klein ist, arbeitet die DPCM Schleife 24 in einem Normalmode, unabhängig von dem Bewegungsindikatorsignal, und somit empfängt und sendet der Puffer 28 ein Tiefpaß-gefiltertes Signal mit kleiner Auflösung von dem Kodierer 36 und ein Hochpaß-gefiltertes Signal mit hoher Auflösung von dem Kodierer 30.
Wenn die Belegung des Puffers 28 hoch ist, z.B. nahezu voll, wird das Ausgangssignal aus dem Kodierer 30 von dem Puffer 28 ignoriert, während das eine kleine Auflösung aufweisende Ausgangssignal aus dem Kodierer 26 an den Puffer 28 angelegt wird. Da dieses Signal nur ein viertel der Anzahl von Pixeln von einem Signal mit hoher Auflösung enthält, gestattet dies, daß der Puffer 28 einen Überflußzustand vermeidet.
Wenn die Belegung des Puffers 28 einen Zwischenwert hat oder zwischen der hohen und niedrigen Belegung liegt, und wenn das Bewegungsindikatorsignal auf der Leitung 23 angibt, daß es eine kleine oder gar keine Bewegung gibt, d.h. keine wesentliche Bewegung, dann liefert die DPCM Schleife 24 ein Hochpaß-gefiltertes Signal mit hoher Auflösung an den Kodierer 30, der seinerseits ein derartiges Signal, wie es kodiert ist, an den Puffer 28 liefert. Dies ist eine sehr kleine Datenbelastung. Das Signal von dem Kodierer 26 wird auch dem Puffer 28 zugeführt.
Wenn die Belegung des Puffers 28 auf einem Zwischenwert ist und wenn das Bewegungsindikatorsignal auf der Leitung 23 angibt, daß eine wesentliche Bewegung vorhanden ist, liefert die DCPM Schleife 24 Nullen an den Kodierer 30. Deshalb empfängt der Puffer 28 ein Signal mit kleiner Auflösung von dem Kodierer 26 und eine kleine Datenmenge von dem Kodierer 30, wodurch gestattet wird, daß ein Überfluß vermieden wird. Dies wird unterschiedlich interpretiert an dem Empfänger (nachfolgend beschrieben) von der Situation mit einer Zwischenbelegung und keiner wesentlichen Bewegung.
Zusammenfassend werden die zweiten Daten, die eine eine hohe Auflösung aufweisende Hochpaß-gefilterte Version des Bildes aufweisen, nur dann an den Puffer 28 angelegt, wenn der Puffer 28 sie akzeptieren kann, d.h. die zweiten Daten bewirken keinen Überfluß des Puffers 28.
In dem Zwischenbelegungszustand auf der typischen Abtastzeile könnte eine lange Reihe (String) von Pixeln vorhanden sein, die keine wesentliche Bewegung darstellen, gefolgt von einer langen Reihe (String), die wesentliche Bewegung darstellt. Die DCPM Schleife 24 gibt eine lange Reihe von Nullen für die erste Reihe ab, da das Differenzsignal im wesentlichen Null ist, meistens gefolgt von einer langen Reihe von Nullen für die zweite Reihe, da wesentliche Bewegung vorhanden ist. Nur wenige Pixel auf der Grenze zwischen den Reihen der Abtastlinie mit Bewegung bzw. ohne Bewegung wird in Werte ungleich Null kodiert. Dies gestattet eine sehr effiziente Kodierung durch den Kodierer 30.
Figur 2 zeigt die Einzelheiten der eine kleine Auflösung aufweisenden adaptiven Voraussage-DPCM-Schleife 22, wobei ein Subtrahierer 34 das Signal von dem Subsampler 18 in Figur 1 und ein vorausgesagtes Signal von einem Schalter 36 empfängt und das resultierende Differenzsignal an einen Grob-Quantisierer 38, wie beispielsweise eine ROM Nachschlagetabelle, um die Datenrate zu reduzieren, und auch an eine Steuerschaltung 40 anlegt. Die Ausgangsgröße des Umwandlers 38 wird an den Kodierer 26 in Figur 1 und auch an einen Addierer 42 angelegt, der auch das vorausgesagte Signal von dem Schalter 36 empfängt. Das entstehende Summensignal wird an einen Bild(Frame)-Speicher 44 angelegt, der Ein-Pixel-Verzögerungsausgänge 46 und 48, die Signale an den Schalter 36 bzw. die Steuerschaltung 40 anlegen, und Ein-Bild-Verzögerungsausgänge 50 und 52 hat, die mit der Steuerschaltung 40 bzw. dem Schalter 36 verbunden sind. Somit ist das vorausgesagte Signal entweder der Wert des entsprechenden Pixels in dem vorhergehenden Bild oder der Pixelwert des unmittelbar vorhergehenden Pixels in der gleichen Zeile. Die Wahl wird durch die Steuerschaltung 40 getroffen, die selektiert, welches vorausgesagte Signal auf der Basis des letzten verarbeiteten Pixels, das von dem Subtrahierer 34 kommt, verwendet werden soll. Für jedes Pixel schaut sie auf beide vorausgesagten Signalwerte, die Differenzwerte zwischen den vorausgesagten Signalen und dem letzten Signal, wobei Subtrahierer (nicht gezeigt) verwendet werden, und welches vorausgesagte Signal den kleinsten Fehler erzeugte, wobei ein digitaler Komparator (nicht gezeigt) verwendet wird, dessen Eingänge mit den Ausgängen des Subtrahierers verbunden sind, und dieses vorausgesagte Signal wird für das nächste Pixel durch eine entsprechende Einstellung des Schalters 36 benutzt. Der vorausgesagte Zustand ist deshalb binär Eins für große Bewegung (vorhergehendes Pixel auf der Abtastzeile) oder binär Null für keine oder eine kleine Bewegung (Pixel in dem letzten verwendeten Bild). Das Bewegung anzeigende Signal wird auch auf der Leitung 23 an die DPCM Schleife 24 in Figur 1 durch die Steuerschaltung 40 geliefert. Die Null für "geringe Bewegung" kann durch Verwendung einer Schwellenwertschaltung (nicht gezeigt) erhalten werden, die mit dem Komparatorausgang verbunden ist.
Figur 3 zeigt Einzelheiten der DPCM Schleife 24 in Figur 1. Das Hochpaß-gefilterte Signal mit hoher Auflösung aus dem Subtrahierer 14 in Figur 1 wird an einen Subtrahierer 54 angelegt wie auch ein vorhergesagtes Signal von einem Bildspeicher 56. Das entstehende Differenzsignal wird an ein Gatter 58 und dann an einen Grob-Quantisierer 60 angelegt. Das Ausgangssignal aus dem Quantisierer 60 wird an den Kodierer 30 in Figur 1 und an einen Addierer 62 angelegt. Der Addierer 62 empfängt auch das vorausgesagte Signal von dem Bildspeicher 56 und das entstehende Summensignal wird an ein Gatter 64 angelegt, das ein Signal an den Bildspeicher 56 liefert. Eine Steuerschaltung 66 empfängt ein Signal von der Steuerschaltung 40 in Figur 4 und das Puffer-Rückführungssignal auf der Leitung 34 von dem Puffer 28 in Figur 1.
Die Gatter 58 und 64 können jeweils beispielsweise ein Multibit-Sperrgatter (nicht gezeigt) aufweisen, so daß, wenn das Ausgangssignal von der Steuerschaltung 66 hoch oder Eins ist, die Gatter 64 und 58 dann Ausgangssignale liefern, die Nullen sind, und wenn das Ausgangssignal aus der Steuerschaltung 66 tief oder Null ist, dann lassen die Gatter 64 und 58 das Eingangssignal passieren. Die Steuerschaltung 66 liefert eine Eins, wenn der Belegungszustand des Puffers klein ist, und eine Null, wenn der Zustand hoch ist. Wenn der Zustand dazwischen ist, dann liefert die Steuerschaltung 66 eine Null, wenn der Bewegungsindikator hoch ist, und eine Eins, wenn er tief ist.
Wenn im Betrieb das Puffer-Rückführungssignal anzeigt, daß die Belegung des Puffers 28 klein ist, dann ist ein Ausgangssignal von der Steuerschaltung 66 tief unabhängig von dem Zustand des Bewegungsindikatorsignals. Dies bewirkt, daß die Gatter 58 und 64 digitale Signale durchlassen, und somit liefert die DPDM Schleife 24 ein Hochpaß-gefiltertes Signal mit hoher Auflösung an den Kodierer 30 Wenn die Belegung des Puffers 28 hoch ist, empfangen die Bildspeicher 56 und der Quantisierer 60 Nullen von den Gattern 64 bzw. 58. Jedoch werden die Daten, die von dem Quantisierer 60 an den Kodierer 30 und von dort an den Puffer 28 geliefert werden, ignoriert, da das Hinweischarakter aufweisende Codewort an den Empfänger gesendet worden ist und anzeigt, daß keine Information mit hoher Auflösung gesendet wird. Wenn die Belegung des Puffers 28 zwischen den hohen und tiefen Zuständen ist und das Bewegungsindikator signal tief ist, dann ist das Ausgangssignal aus der Steuerschaltung 66 tief und somit arbeitet die Schleife 24 normal, d.h. sie liefert ein Signal mit hoher Auflösung. Wenn der Puffer 28 eine Zwischenbelegung hat und das Bewegungsindikatorsignal hoch ist, dann ist das Ausgangssignal der Steuerschaltung 66 hoch, und somit liefern die Gatter 58 und 64 Nullen. Die Schleife 24 ihrerseits liefert Nullen.
In den Figuren 4, 5 und 6 sind Blöcke, die den Blöcken in den Figuren 1, 2 bzw. 3 entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, zu denen Striche hinzugefügt sind.
In Figur 4 ist das Datensignal auf der Leitung 32 in Figur 1 auf einer Leitung 32' vorhanden, nachdem es empfangen und, wenn notwendig, demoduliert ist, und es wird an einen Puffer 28' geliefert. Das eine kleine Auflösung aufweisende, Tiefpaß-gefilterte Datensignal wird an einen Huffman- und Lauf längendekoderer 26' angelegt, wie beispielsweise ein ROM, und dann an eine eine kleine Auflösung aufweisende, inverse, adaptive DPCM Schleife 22'. Das Ausgangssignal von der Schleife 22' wird an einen Interpolator 20' angelegt, wie beispielsweise eine Schaltungsanordnung zum Verdoppeln der Anzahl von Pixeln in jeder Dimension, um sie in ein oversampeltes Signal mit kleiner Auflösung umzuwandeln, und dann an einen Addierer 68. Dieses Hochpaß-gefilterte Datensignal mit hoher Auflösung wird an einen Huffman- und Lauflängendekoder 30' und dann an eine inverse DPCM Schleife 24' mit hoher Auflösung angelegt, die auch ein Puffer-Rückführungssignal von dem Puffer 28' auf einer Leitung 34' und ein Bewegungsindikatorsignal von der Schleife 22' auf der Leitung 23' empfängt. Das Ausgangssignal von der Schleife 24' wird an den Addierer 68 angelegt, der sein Ausgangssignal an einen Digital/Analog-Umsetzer 70 anlegt, der ein Tiefpaßfilter (LPF) enthält und üblicherweise eine Eckfrequenz von 2 MHz hat.
In Figur 5 werden die Daten von dem Dekodierer 26' an einen Addierer 42 zusammen mit einem vorausgesagten Signal von einem Schalter 36' angelegt. Das Ausgangssignal von dem Addierer 42' wird an eine Steuerschaltung 40', einen Bildspeicher 44' und auch an den Interpolator 20' in Figur 4 angelegt. Der Bildspeicher 44' liefert ein Ein-Pixel-Verzögerungssignal an die Steuerschaltung 40' über eine Leitung 48' und an den Schalter 36' über eine Leitung 46' und ein um ein Bild verzögertes Signal an die Steuerschaltung 40' über eine Leitung 50' und an den Schalter 36' über eine Leitung 52'.
In Figur 6 wird das Datensignal von dem Dekodierer 30' in Figur 4 an einen Addierer 62' angelegt, wie dies auch mit einem vorausgesagten Signal von einem Bildspeicher 56' geschieht. Das Ausgangssignal aus dem Addierer 62' wird an Gatter 64' und 58' (identisch mit den Gattern 64 und 58 in Figur 3) angelegt. Das Bewegungsindikatorsignal auf der Leitung 23' und das Puffer-Rückführungssignal auf der Leitung 34' werden an eine Steuerschaltung 66' (identisch mit der Steuerschaltung 66) angelegt, deren Ausgangssignal an die Gatter 58' und 64' angelegt wird. Das Ausgangssignal aus dem Gatter 64' wird an den Bildspeicher 56 angelegt, während das Ausgangssignal aus dem Gatter 58' dem Addierer 68 in Figur 4 zugeführt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß das Puffer-Rückführungssignal den Status von dem Senderpuffer 28 durch empfangende und dekodierende spezielle Codewörter darstellt.
Die Arbeitsweise des Emfängers ist gerade umgekehrt zu dem Sender und wird deshalb nicht im einzelnen beschrieben. Wenn, kurz gesagt, der Senderpuffer 28 eine kleine Belegung hat, wird dies durch ein spezielles Codewort signalisiert, und der Empfängerpuffer 28' dekodiert dies, wobei ein darin angeordneter Dekodierer verwendet wird, und setzt auf diesen Status, so daß beide Schleifen 22' und 24' arbeiten. Deshalb wird ein Signal, das ein zusammengesetztes digitales Bild mit hoher Auslösung darstellt, durch den Addierer 68 gebildet und durch den Umsetzer 70 in ein analoges Signal umgesetzt. Wenn der Puffer 28 eine hohe Belegung hat, bewirkt ein anderes spezielles Codewort, das dies anzeigt, daß die Steuerschaltung 66' ihrerseits bewirkt, daß durch die Schleife 24' Nullen geliefert werden, und somit ist nur ein Bild mit geringer Auflösung am Ausgang des Addierers 68 verfügbar. Da ferner die Bildspeicher 56 und 56' beide Nullen darin gespeichert haben, wenn der Modus mit kleiner Belegung wiederkehrt, beginnen sie von dem gleichen Wert. Wenn der Senderpuffer 28 eine Zwischenbelegung hat, signalisiert er dies auch an den Empfänger, wobei ein drittes spezielles Codewort verwendet wird, wobei dieses Signal dekodiert wird. Die Steuerschaltung 66' gestattet deshalb, daß die DPCM Schleife 24' für den stationären, d.h. keine wesentliche Bewegung aufweisenden, Teil des Bildes normal arbeitet und arithmetische Nullwerte in den sich wesentlich bewegenden Bereichen bzw. Flächen liefert, wo es angebracht ist, um die Aktion an den Sender anzupassen. Das entstehende Bild in dem Zwischenbelegungszustand hat eine hohe Auflösung für die stationären Teile des Bildes und eine geringe Auflösung für sich bewegende Teile des Bildes, genau so, wie es gewünscht ist.
Es sei ferner die Datenrate für ein Bild betrachtet, das Bewegung in einem großen Teil davon hat, aber nicht überall. In dem niedrigen Belegungszustand liefert die Schleife 24' eine sehr hohe Datenrate. In dem Zwischenbelegungszustand ist die Datenrate viel kleiner, da stationäre Flächen lange Null-Lauflängen zur Folge haben und auch sich bewegende Flächen lange Null-Lauflängen zur Folge haben. In dem hohen Belegungszustand ist die Datenrate sogar e kleiner, weil nur die Daten mit kleiner Auflösung gesendet werden.
Es wird deutlich, daß viele andere Ausführungsbeispiele möglich sind. Insbesondere können die Schleifen 24 und 24' adaptive Voraussage verwenden, wie es die Schleifen 22 und 22' tun, um die Datenrate weiter zu verringern, insbesondere in dem Zwischenbelegungszustand. Auch kann das Bewegungsindikatorsignal bearbeitet werden, und die Schleifen 24 und 24' haben eine Zeitverzögerung, um für eine bessere Bewegungsanzeige zu sorgen. Ferner können die Schleifen 24 und 24' eine einzige Schleife bilden, die zwischen Kanälen mit hoher Auflösung und geringer Auflösung zeitmultiplexiert werden. Noch weiterhin kann der Empfänger zwei inverse DPCM Schleifen aufweisen, die die Signale mit hoher und geringer Auflösung ohne die Verwendung eines Pufferbelegungs-Zustandssignals verarbeiten.

Claims

1. Einrichtung zum Senden eines digitalen Fernsehbildsignals, enthaltend;

einen Puffer (28) mit einer ersten Ausgangseinrichtung (32) zum Liefern des digitalen Fernsehbildsignals,

eine Einrichtung (22, 26) zur Lieferung erster Daten an den Puffer (28), die eine eine kleine Auflösung aufweisende Tiefpaß-gefilterte Version des Bildes darstellen, und zur Lieferung eines eine Bewegung anzeigenden Signals,

eine Einrichtung (24, 30) zum Liefern zweiter Daten, die eine eine hohe Auflösung aufweisende Hochpaß-gefilterte Version des Bildes darstellen an den Puffer (28) nur dann, wenn der Puffer (28) die zweiten Daten ohne überzufließen aufnehmen kann gemäß dem eine Bewegung anzeigenden Signal und dem Pufferaufnahmestatus, wobei die zweiten Daten geliefert werden, wenn der Belegungs- bzw. Aufnahmestatus des Puffers (28) klein ist, und auch dann, wenn der pufferaufnahmestatus einen Zwischenwert hat und keine wesentliche Bewegung vorhanden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Puffer ferner eine zweite Ausgangseinrichtung (34) aufweist zur Lieferung eines Signals an die Einrichtung zur Lieferung zweiter Daten, die hohe, dazwischen liegende und geringe Aufnahmezustände des Puffers darstellen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Lieferung zweiter Daten eine Version mit hoher Auflösung liefert, wenn die Pufferbelegung klein ist, und auch dann, wenn die Belegung bzw. Aufnahme einen Zwischenwert hat und keine wesentliche Bewegung vorhanden ist, ein spezielles Codewort liefert, wenn die Aufnahme hoch ist, und Nullen liefert, wenn die Aufnahme einen Zwischenwert hat und wesentliche Bewegung vorhanden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei jede Lieferungseinrichtung eine Differenzpulscode-Modulationsschleife (22, 24) aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, wobei die Schleife der Einrichtung zur Lieferung erster Daten eine adaptive Schleife aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, wobei die adaptive Schleife einen Bildspeicher (44) und einen damit verbundenen Schalter (36) aufweist zum Liefern eines um ein Bild verzögerten vorhergesagten Signals, wenn keine wesentliche Bewegung vorhanden ist, und ein um ein Pixel verzögertes vorhergesagtes Signal, wenn wesentliche Bewegung vorhanden ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der Lieferungseinrichtungen einen mit dem Puffer gekoppelten Codierer (26, 30) aufweist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, wobei jeder Codierer einen Huffman- und Lauflängen-Codierer aufweist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, wobei der Codierer der zweiten Lieferungseinrichtung Nullen liefert, wenn die Pufferaufnahme hoch ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Ausgangseinrichtung auch Codewörter liefert, die den Aufnahmestatus des Puffers darstellen.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Lieferung erster Daten einen Digitalisierer (12), ein Tiefpaßfilter (16), das mit dem Digitalisierer verbunden ist, und einen Subsampler (18) aufweist, der mit dem Filter verbunden ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Lieferung zweiter Daten einen Interpolator (20), der mit dem Subsampler verbunden ist, und einen Subtrahierer (14) aufweist, der mit dem Digitalisierer und dem Interpolator verbunden ist.

13. Einrichtung zum Empfangen eines digitalen Fernsehbildsignals und eines Senderpuffer-Belegungsstatussignals, wobei die Einrichtung enthält:

einen Puffer (28) mit einer Eingangseinrichtung (32') zur Aufnahme der Signale und einer ersten Ausgangseinrichtung zur Lieferung erster Daten, die eine eine geringe Auflösung aufweisende Tiefpaß-gefilterte Version des Bildes darstellen, und einer zweiten Ausgangseinrichtung zur Lieferung einer eine hohe Auflösung aufweisenden Hochpaß-gefilterten Version des Bildes, und einer dritten Ausgangseinrichtung (24'), die das Pufferstatussignal liefert,

einen Addierer (68),

eine Einrichtung (26', 22', 20'), die mit der ersten Ausgangseinrichtung und mit dem Addierer verbunden ist, zur Lieferung der ersten Daten an den Addierer und eines Bewegungsindikatorsignals,

eine Einrichtung (21', 30'), die mit den zweiten und dritten Ausgangseinrichtungen, mit dem Addierer und mit der ersten Lieferungseinrichtung verbunden ist, um das Bewegungsindikatorsignal und das Pufferstatussignal zu empfangen und an den Addierer die zweiten Daten zu liefern, wenn das Senderpuffer-Statussignal klein ist, und auch dann, wenn der Belegungsstatus einen Zwischenwert hat und keine wesentliche Bewegung vorhanden ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, wobei jede der Lieferungseinrichtungen eine inverse Differenzpulscode-Modulationsschleife (22', 24') aufweist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, wobei die Schleife der ersten Lieferungseinrichtung eine adaptive Schleife aufweist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, wobei die adaptive Schleife einen Bildspeicher (44') und einen damit verbundenen Schalter (36') aufweist zur Lieferung eines um ein Bild verzögerten vorausgesagten Signals, wenn keine wesentliche Bewegung vorhanden ist, und eines um ein Pixel verzögerten vorhergesagten Signals, wenn wesentliche Bewegung vorhanden ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 13, wobei ferner ein Digital/Analog-Wandler (70) mit dem Addierer verbunden ist.