DE2547120B2 - Bild-zu-bild-vergleich-kodiersystem - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bild-zu-Biild-Vergleich-Kodiersystem
zur Übertragung eines Signals, wie eines Fernsehsignals, das eine relativ hohe Bild-zu-Bild-Korrelation
aufweist, unter Komprimierung der Bandbreite des Signals. Mit Bild ist hier grundsätzlich ein Vollbild
(oder Halbbild) auf einem Fernsehsichtgerät, beispielsweise einem Fernsehempfänger,gemeint. Dabei bezieht
sich die Erfindung auf ein Bild-zu-Eiild-Vergleich-Kodiersystem
gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Ein Bild-zu-Bild-Vergleich-Kodiers;ystem, für das im
englischsprachigen Raum der Ausdruck inierframe coding system verwendet wird, stellt eine Vorrichtung
zur Verringerung der Übertragungs-Bit-Rate dar. Bei dieser Vorrichtung wird ein Differenz zwischen den
Signalen aufeinander folgender Bilder zur Erzeugung eines kennzeichnenden Differenzsignals verwendet,
wenn immer die Differenz einen gegebenen Schwellenwert überschreitet, und alleine das kennzeichnende
Differenzsignal wird codiert und auf einen Pufferspeicher gegeben, um mit gleichförmiger Bitfolgegeschwindigkeit
oder Bitrate übertragen zu werden. Beispielsweise kann ein Eingangsvideosignal in die Digitalform
beispielsweise eines 8-Bit-PCM-Codes gebracht werden. Das in Digitalform gebrachte Signal wird einem
Bild-Subtrahierer zugeführt, in welchem die Differenz
zwischen dem Wert des zugeführten Signals und dem Wert eines Bildelementes der entsprechenden Position
eines in einem Bildspeicher gespeicherten vorausgehenden Bildes erzeugt wird. Das resultierende Differenzsignal
wird auf eine Schwellenwertschaltung gegeben, in welcher oberhalb eines gegebenen Schwellenwertes ein
fts Signal als kennzeichnendes Differenzsignal abgeleitet
wird, das in einem Quantisierer beispielsweise in einen 4-Bii-Code umgewandelt wird. Der erhaltene Code wird
sequentiell in den Pufferspeicher eingeschrieben und
iron dort mit gleichförmiger nitrate als Sendecode
übertragen. Andererseits wird der Ausgangscode vom Quantisierer in einen 8-Bit-Code eines Pegels umgewandelt, der einen Quantisierungsbereich darstellt, in
weichem dieser sich befand, und ein Vorzeichenbit wird
zu dem 8-Bit-Code- hinzugefügt. Der umgewandelte Code und das Ausgangssignal vom Bildspeicher werden
miteinander addiert und in den Bildspeicher g?schrieben. Mit einem solchen Bild-zu-Bild-Vergleich-Kodier
system wird die Anzahl der Sendecode reduziert und die ι ο
Ubertragungsbandbreite beträchtlich komprimiert, wenn sich das Videosignal wenig ändert. Wenn jedoch
eine rasche Änderung im aufzunehmenden Bild eintritt, erhöht sich die Häufigkeit des Auftretens des kennzeichnenden
Differenzsignals beträchtlich, was zu einem Überlauf des Pufferspeichers führt. Die Verwendung
eines Pufferspeichers mit einer Kapazität, die zur Verhinderung eines solchen Überlaufs ausreicht, führt
nicht nur zu hohen Kosten, sondern auch zu einer unangenehmen Situation, wenn das System beispielsweise
für ein Fernsehtelefon verwendet wird, da sich dann eine Verzögerung des Bildsignals gegenüber dem
Sprachsignal ergibt. Folglich ist die Kapazität des Pufferspeichers auf zwei oder höchstens drei Bilder
beschränkt. Daher wird ein Überlauf des Pufferspeichers wahrscheinlich, was zu einem Informationsverlust
führt und eine beträchtliche Verschlechterung der Bildqualität bei einer raschen Änderung des aufzunehmenden
Bildes ergibt.
Eine verbesserte Anordnung, die das Auftreten eines solchen Überlaufs gering macht, ist als FRODEC-System
bekannt, das beispielsweise in dem Artikel »Transmitting Television as Clusters of Frame-to-Frame
Differences« von J. C. Candy und anderen beschrieben ist, der erschienen ist in B.S.T.j., Vol. 50,
No.6(1971 Jüli-August-Ausgabe), Seiten 1889 bis 1917. Bei diesem System wird die Pufferspeicherbelegung
überwacht, und der Schwellwert der Schwellenwertschaltung, welcher das Ausgangssignal des Bildsubirahierers
zugeführt wird, wird der Belegung entsprechend gesteuert. Wenn sich die Belegung des Pufferspeichers
dessen voller Kapazität nähert, wird der Schwellenwert somit erhöht, um die Erzeugung des kennzeichnenden
Differenzsignals und damit die Anzahl der in den Pufferspeicher einzuschreibenden Codes zu verringern.
Ein übermäßig hoher Schwellenwert verursacht jedoch eine schrittweise Änderung des Bildsignals, was die
Bildqualität verschlechtert. Folglich kann der Schwellenwert nicht über einen breiten Bereich gesteuert
werden, so daß die Wahrscheinlichkeit für einen Überlauf bei einer raschen Änderung des aufzunehmenden
Bildes bestehen bleibt. Als weitere Alternativen sind ein Unterabtastwertmode, bei welchem bei einer
raschen Änderung des aufzunehmenden Bildes nicht jedes Bildelement, sondern nur jedes zweite Büdelement
extrahiert wird, und die Begrenzung des Informationsinhalts durch eine Änderung der Arbeitsweise
auf einen Zeilenwechselmoden vorgeschlagen worden, bei welchem die Kodierung für jede zweite
Abtastzeile stattfindet. Die Bildqualität wird jedoch bei diesen Arbeitsweisen verschlechtert, und sie treten bei
einem sich rasch ändernden Bild sehr häufig auf, so daß die Gesamtbildqualität verschlechtert ist.
Wie zuvor erwähnt, wird bei dem Bild-zu-Bild-Vergleicb
Kodiersystem lediglich das kennzeichnende Dif- fts ferenzsignal für die Übertragung kodiert. Demzufolge
wird das empfangene Signal auf der Empfangsseite decodiert, um das kennzeichnende Differenzsignal zu
erzeugen, das zu dem Wert eines entsprechenden Bildelementes eines aus dem Bildspeicher ausge'esenen
vorausgehenden Bildes addiert wird, und die Summe wird in den Bildspeicher eingeschrieben, so daß man das
aecodierte Signal erhält Das decodierte digitale Signal wird dann in ein analoges Signal umgewandelt, um das
ursprüngliche Videosignal wieder herzustellen. Wegen der sequentiellen Bildung der Sum.ne aus dem Wert des
empfangenen decodierten Signals und dem Signalwert vom empfangsseitigen Bildspeicher wird jeder Codefehler,
der im Übertragungskanal auftritt, direkt in den empfangsseitigen Bildspeicher geschrieben, so daß ein
solcher Fehler erhalten bleibt. Im Hinblick auf diesen Mangel werden die 8-Bit-FCM-Code von einigen
horizontalen Abtastlinien pro Bild nach der Analog-Digital-(A-D)Umwandlung
direkt auf den Pufferspeicher gegeben, und auf der Empfangsseite werden die empfangenen PCM-Codes direkt in. den Bildspeicher
geschrieben, ohne zum entsprechenden Code vom Bildspeicher addiert worden /u sein. Die horizontalen
Abtastzeilen, für welche die PCM-Code direkt eingegeben werden, werden für aufeinander folgende Bilder
verschoben, so daß der Bildspeicher auf der Empfangsseite über mehrere Bilder hin aufgefrischt werden kann.
Wenn für eine längere Zeitdauer keine Änderung im aufzunehmenden Bild stattfindet, entsteht umgekehrt im
sendeseitigen Pufferspeicher eine Unterbelegung, die zu der Schwierigkeit führt, daß einmal ausgelesene Daten
wiederholt ausgelesen werden. Um eine solche Unterbelegung zu verhindern, ist es zur Praxis geworden, die
Differenzbildung auszuschalten und den PCM-Code direkt an den Pufferspeicher für die Übertragung zu
liefern. Dadurch kann der empfangsseitige Bildspeicher aufgefrischt werden, wenn der Belegungsgrad des
Pufferspeichers beträchtlich reduziert ist.
Wie zuvor zusammengefaßt, ist der PCM-Code von der A-D-Umwandlung direkt übertragen worden, um
den empfangsseitigen Bildspeicher aufzufrischen. Wenn die Auffrischungsmethode nicht angewendet wird, wird
das kennzeichnende Differenzsignal vom Differenzsignal abgeleitet und für die Übertragung als ein Code mit
reduzierter Bitzahl quantisiert, und dieser Code wird auf der Empfangsseite decodiert, um das Summensigna! zu
bilden. Jedoch wird durch den Quantisierungsvorgang oder dergleichen eine Bildqualitätsverschlechterung
bewirkt mit dem Ergebnis, daß ein aufgrund der Auffrischungsmethode erhaltener Bereich hoher Bildqualität
als Streifen in einem wiedergewonnenen Bild erscheint, der für aufeinanderfolgende Bilder vertikal
wandert, und zwar deswegen, weil sich dieser Bereich von Bild zu Bild ändert.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bild-zu-Bild-Vergleich-Codiersystem verfügbar zu machen,
mit welchem sich eine hohe Bildqualität erreichen läßt.
Die Lösung hierfür geh. aus dem Kennzeichen des PA 1 hervor.
Weiterhin soll ein solches Codiersystem verfügbar gemacht werden, das gegen das Auftreten eines
Überlaufs des Pufferspeichers, der zur Glättung der Übertragungsbitrate verwendet wird, gefeit ist und auch
keine Bildqualitätverschlechterung aufweist.
Ferner soll ein Bild-zu-Bild-Vergleich-Codiersystem
verfügbar gemacht werden, das eine hohe Bildqualität sicherstellt, wohingegen der Betrieb in den Unterabtastwert-
oder Unterzeilenmoden möglichst gering gehalten wird.
Außerdem soll ein Bild-zu-Bild-Vergleich-Codiersy-
stem verfügbar gemacht werden, mit welchem sich eine
hohe Bandkompressionswirkung und eine hohe Bildqualität erreichen lassen.
Ferner soll ein Bild-zu-Bild-Vergleich-Codiersystem
geschaffen werden, das einen empfangsseitigen Bildspeicher auffrischt, ohne daß ein Streifen auftritt.
Ein Eingangsvideosignal wird in einem A-D-Wandler auf gleiche Weise, wie sie bei bekannten Vorrichtungen
angewendet worden ist, beispielsweise in einen 8-Bit-BCM-Code umgewandelt. In einem Bildsubtrahierer
wird die Differenz zwischen dem PCM-Code und dem Code der entsprechenden Position eines vorausgehenden
Bildes, das von einem Bildspeicher geliefert wird, gebildet. Das Ausgangssignal des Subtrahierers wird
erfindungsgemäß auf einen Größeneinsteller gegeben, und die Größe wird gesteuert in Abhängigkeit von der
gegenwärtigen Belegung eines Pufferspeichers, der zur Glättung der Übertragungs-Bit-Rate verwendet wird
Nähert man sich beispielsweise der vollen Belegung des Pufferspeichers, wird die Größe zunehmend in digitaler
Weise gedämpft. Das Differenzsignal einer gesteuerten Größe wird in einem Codierer quantisiert und
beispielsweise als 4-Bit-Code ausgegeben, der einen repräsentativen Pegelwert in einem bestimmten Quantisierungsbereich
anzeigt, in welchem das Differenzsignal erschienen ist. Der den Quantisierungsbereich angebende
Code wird in den zur Glättung der Übertragungs-Bit-Rate verwendeten Pufferspeicher geschrieben und aus
diesem mit gleichförmiger Bitfolgegeschwindigkeit oder Bitrate zur Übertragung ausgelesen. Der BeIegungsgrad
des Pufferspeichers wird festgestellt, um den Größeneinsteller in Abhängigkeit von diesem Belegungsgrad
zu steuern. Der den repräsentativen Pegel anzeigende Code vom Codierer wird auf einen
Bildaddierer gegeben, in welchem er zum Ausgangssignal vom Bildspeicher addiert wird. Auf diese Weise
wird die Größe des Differcnzausgangssignals dem Belegungsgrad des Pufferspeichers entsprechend gesteuen,
so daß der Kompressionseffekt verbessert und die Möglichkeit eines Überlaufs im Vergleich zu einer
herkömmlichen Schwellenwertsteuerung verringert ist.
Da die Schwellenwertsteuerung vermieden ist. ist eine schrittweise Bildänderung ausgeschaltet und durch
eine Verwischung ersetzt, die zu einer Verminderung der visuell wahrnehmbaren Verschlechterung führt. Der
Bandkomprimierungseffekt kann wesentlich dadurch verbessert werden, daß ein in variable Wortlänge
codierender Codierer verwendet wird, der den quantisierten Code vor dessen Zuführung zum Pufferspeicher
in einen anderen Code mit einer variablen Bitzahl umwandelt so daß die Bitzahl entsprechend einer
vorgegebenen Regel bei einer zunehmenden Häufigkeit seines Auftretens reduziert wird. Der vom Codierer
gelieferte Code mit dem repräsentativen Pegel kann in seiner Größe durch einen Größeneinsteller gesteuert
werden, der in einer gegenüber dem ersten Größeneinsteller entgegengesetzten Weise arbeitet wodurch die
Fähigkeit verbessert wird, eine Änderung des Eingangssignales
zu folgen. In diesem Fall ist es erforderlich, einen Code, der die vom sendeseitigen Größeneinsteller
ausgeübte Steuerung angibt zur Empfangsseite zu übertragen, wo die Größe des decodierten Codes in
Abhängigkeit von einem Code gesteuert werden kann, der die auf der Empfangsseite festgestellte Größensteuerung
angibt
Femer wird erfindungsgemäß nicht das Ausgangssignal
des A-D-Wandlers, sondern das Ausgangssignal des Addierers oder das Eingangssignal für den
Bildspeicher auf den sendeseitigen Pufferspeicher gegeben, wenn der empfangsseitige Bildspeicher aufgefrischt
wird. Da das Auffrischungssignal durch den Quantisierer beeinflußt wird oder dieselbe Bildqualität
wie dasjenige Signal hat, welches außerhalb der Auffrischungszeitdauer übertragen wird, wird das
Auftreten des Streifens auf dem wiedergewonnenen Bild vermieden.
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung
zeigt
F i g. 1 ein Blockdiagramm di r Grundanordnung des erfindungsgemäßen Bild-zu-Bild-Vergleich-Codiersystems;
F i g. 2 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Codiersystems;
F i g. 3 ein Blockdiagramm einer empfangsseitigen Anordnung zur ι Empfang eines dem erfindungsgemäßen
Codierungjsystem entsprecher.J codierten Signals;
und
F i g. 4 ein Beispiel für die Belegung des Pufferspeichers.
Gemäß Fig. 1 wird ein Eingangs-Video-Signal in Analogform auf einen Eingangsabschluß 1 geführt und
von dort auf einen A-D-Wandler 2 (Analog-Digital-Wandler), in welchem das Eingangssignal periodisch für
jedes Bildelement abgetastet und dann in einen 8-Bit-PCM-Code umgewandelt wird, der in Abhängigkeit
vom abgetasteten Wert einen von beispielsweise 256 Amplitudenwerten Darstellt. Der PCM-Code wird
einem Subtrahierer 3 zugeführt, in welchem die Differenz gebildet wird zwischen dem zugeführten
PCM-Code und einem Code von einer entsprechenden Bildelementposition des codierten Signals des unmittelbar
vorausgehenden Bildes, der aus einem Bildspeicher 4 ausgelesen wird. Ein Vorzeichen-Kennzeichnungs-Bit
zur Kennzeichnung der Polarität des Signals wird auf den Ausgang des Subtrahierers 3 gegeben, wodurch ein
9-Bit-PCM-Code gebildet wird. Das Ausgangssignal vom Subtrahierer 3 ist jedoch häufig Null oder bleibt auf
einem niedrigen Wert sofern nicht eine rasche Änderung in dem durch das Eingangssignal dargestellten
Bild auftritt.
Erfindungsgemäß ist ein Größeneinsteller 5 vorgesehen, welchem das Differenzsignal zugeführt wird, um
dessen Pegel in digitaler Weise zu steuern. Das bezüglich seines Pegels gesteuerte Differenzsignal wird
auf eine Schwellenwertschaltung 6 geführt die beim Auftreten eines einen gegebenen Schwellenwert überschreitenden
Signals ein kennzeichnendes Differenzsignal erzeugt Wenn eine geringe Bildänderung auftritt
wird das kennzeichnende Differenzsignal selten erzeugt, wohingegen es bei einem sich rasch ändernden Bild sehr
oft erzeugt wird. Das in 9-Bit-BCM-Codeform vorliegenden kennzeichnende Differenzsignal, das einen von
insgesamt 511 Pegelwerten für beide Polaritäten kennzeichnet wird auf einen Codierer 7 gegeben, an
dessen Ausgang ein 4-Bit-Code auftritt der von beispielsweise 16 Quantisierungsbereichen einen bestimmten
darstellt in welchem er aufgetreten ist Die Quantisierungsbereiche sind so eingerichtet daß ein
Quantisierungsbereich eines niedrigen Pegelwertes eine geringe Breite aufweist wobei die Breite des Quantisierungsbereiches
mit größer werdendem Pegelwert ansteigt
Das codierte Ausgangssignal wird über eine Schalter-
einrichtung 8 auf einen Pufferspeicher 9 gegeben, der dazu verwendet wird, die Übertragungsbit-Rate auszugleichen.
Dieser Eingangscode wird als serieller Code in den Speicher 9 geschrieben und später aus diesem mit
gleichförmiger Bit-Rate ausgelesen und zu einem Ausgangsanschluß 10 als Übertragungscode geliefert.
Auf diese Weise wird das kennzeichnende Differenzsignal im Codierer 7 quantisiert, um von diesem als
4-Bit-Code abgegeben zu werden, und ein Signal, das kennzeichnend für einen repräsentativen Pegelwert des
quantisierten Codes ist, wird im 9-Bit-Codeform auf einen Addierer 11 gegeben, wo es zu einem aus dem
Bildspeicher 4 ausgelesenen Code für das entsprechende Bildelement des vorhergehenden Bildes addiert wird.
Mit anderen Worten, der 4-Bit-Code vom Codierer 7 wird in das PCM-Signal decodiert, dann in den
Bildspeicher 4 geschrieben und daraufhin nach einem
Bild aus diesem ausgelesen und zum Subtrahierer 3 bzw. Addierer 11 geliefert.
Der Erfindung entsprechend ist eine Steuerschaltung 12 vorgesehen, die den Besetzungsgrad des Pufferspeichers
9 überwacht, um die Amplitude des Differenzsignals mit Hilfe des Größeneinstellers 5 zu komprimieren,
wenn der gespeicherte Inhalt die volle Kapazität des Pufferspeichers erreicht. Wenn die Häufigkeit des
Auftretens des kennzeichnenden Differenzsignals ansteigt und als Folge davon die im Pufferspeicher 9
gespeicherten Informationsmenge zunimmt, wird die Amplitude des vom Subtrahierer kommenden Differenzsignals
komprimiert, wodurch die Häufigkeit des Auftretens des kennzeichnenden Differenzsignals, das
den in der Schwellenwertschaltung 6 eingestellten Schwellenwert überschreitet, reduziert und damit ein
Überlauf des Pufferspeichers verhindert wird.
Die Schaltungsanordnung 8 befindet sich normaler Weise in einer Position, in welcher sie den Ausgang des
Codierers 7 mit dem Pufferspeicher 9 verbindet. Sie wird jedoch zur anderen Position umgestellt, wenn der
Bildspeicher auf der Empfangsseite erfindungsgemäß aufgefrischt wird, so daß das Ausgangssignal des
Addierers 11 oder das in den Bildspeicher 4 eingegebene
decodierte Signal zum Pufferspeicher 9 gegeben wird. Das Schalten der Schalteinrichtung 8 findet
periodisch statt und auch dann, wenn die im Pufferspeicher 9 gespeicherte Informationsmenge reduziert
und ein Unterschreiten der Speicherkapazität bewirkt wird. Da das Signal, welches den Bildspeicher
auf der Empfangsseite auffrischt, dieselbe Qualität aufweist, wie sie das normaler Weise auf der
Empfangsseite decodierte Signal hat, ist das Auftreten eines Streifens im gespeicherten Bild auf der Empfangsseite ausgeschaltet Da das Auffrischungssignal im
wesentlichen dieselbe Qualität wie das zuvor erwähnte decodierte Signal hat wird mit der Erfindung eine
erhöhte Wahrnehmbarkeit des Streifens auf dem gespeicherten Bild der Empfangsseite ausgeschaltet
Eine solche erhöhte Wahrnehmbarkeit dieses Streifens tritt auf, wenn das Ausgangssignal des A-D-Wandlers 2
als Auffrischungssignal übertragen wird, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die Qualität des übertragenen
Bildes im Vergleich zum Ausgangscode vom A-D-Wandler 2 gegenüber dem Fall ohne Pegelkomprimierung
verschlechtert wird, wenn die Pegelkomprimierung im Größeneinstelier 5 stattfindet
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zwischenbildcodiersystems
wird nun anhand der Fig.2 ausführlich beschrieben. In Fi g. 2 sind Teile, die solchen
in F i ß. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Wie zuvor wird das Videosignal in
analoger Form, das auf den Eingangsanschluß 1 gegeben wird, für jedes Bildelement mit Hilfe des
A-D-Wandlers 2 in einen 8-Bit-PCM-Code umgewandelt. Der PCM-Code wird über einen Synchronisierungssignalseparator
15 auf den Subtrahierer 3 gegeben. Der Synchronisiersignalseparator 15 erzeugt an seinem
Anschluß 16 ein Bildsynchronisiersignal und an seinem Anschluß 17 ein Horizontalsynchronisierungssignal. Die
ίο beiden Synchronisierungssignale von den Anschlüssen
16 und 17 werden auf einen Adressengenerator 18 gegeben, der eine Reihe digitaler Adressensignale
erzeugt, welche die Position der Bildelemente angeben, die den jeweils eingegebenen PCM-Codes auf dem
Bildfeld entsprechen. Das Ausgangssignal des Seperators 15 wird auf den Subtrahierer 3 gegeben, in welchem
eine Differenz zwischen diesem Ausgangssignal und dem decodierten Signal des unmittelbar vorausgehenden
und vom Bildspeicher 4 gelieferten Bildes zur Erzeugung eines 9-Bit-Differenzsignals verwendet wird,
das auf den Größe'.einsteller 5 gegeben wird.
Im Größeneinsteller 5 wird das Differenzsignal direkt zu einer UND-Schaltung 26 und außerdem zu digitalen
Multiplizierern 20 bis 22 geliefert. Diese Multiplizierer bilden in digitaler Weise ein Produkt aus dem
Differenzsignal und Coeffizienten k\ bis fo, die durch
jeweilige Coeffizientenschaltung 23 bis 25 gegeben sind. Die Ausgangssignale der Multiplizierer 20 bis 22 werden
auf UND-Schaltungen 27,28 bzw. 29 geführt Unter der Steuerung der Steuerschaltung 12 passiert eines der
Differenzsignale von den UND-Schaltungen 26 und 29 eine ODER-Schaltung 30, von wo es als Ausgangssignal
des Einstellers 5 auf die Schwellenwertschaltung 6 gegeben wird. Die Schwellenwertschaltung 6 erzeugt
ein kennzeichnendes Differenzsignal für ein Eingangssignal, das einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet
und liefert dies zum Codierer 7. Bei jedem Auftreten des kennzeichnenden Differenzsignals wird
ein Gatter 31 für eine gegebene Zeitdauer geöffnet, um den vom Adressengenerator 18 erzeugten Adressencode
für das gleichzeitig auftretende Bildsignal seriell durch eine ODER-Schaltung 32 zum Pufferspeicher 9
durchzulassen, wo es eingeschrieben wird. Bevor das codierte Ausgangssignal für das kennzeichnende Differenzsignal
übertragen wird, wird somit das seine Position im Bildfeld anzeigende Adressensignal übertragen.
Das kennzeichnende Differenzsignal wird mit Hilfe eines im Codierer 7 enthaltenen Quantisierers 33
quantisiert und zur Schaltereinrichtung 8 als 4-Bii-Code ausgegeben, der einen bestimmten Quantisierungsbereich
angibt. Außerdem wird es zu einem Bewerter 34 geliefert Der Bewerter 34 leitet ein einen Pegelwert
darstellendes 9-Bit-Signal entsprechend dem besonderen Quantisierungsbereich vom eingegebenen 4-Bit-Code
ab und liefert dieses Signal auf einen zweiten Größeneinsteller 35. Der Quantisierer 33 und der
Bewerter 34 können als ein einziger Baustein hergestellt sein.
Das Ausgangssignal von der Schaltereinrichtung 8 wird auf einen Konverter 36 zur Umwandlung in einen
Code mit unterschiedlicher Wortlänge geliefert, der den 4-Bit-Eingangscode in einen anderen Code umwandelt
der eine Bitzahl aufweist, die mit zunehmender Häufigkeit des Auftretens des 4-Bit-Codes abnimmt, um
die Gesamt-Bitzahl weiter zu reduzieren, wie es von M. C C h ο w in IEE Transactions on Communication
Technology, Dez. 1971, Vol-com-19, No. 6 Seite 923, im
ίο
Artikel »Variable-Length-Redundancy Removal Coders for Differetially Coded Video Telephone Signals«
beschrieben ist. Das vom Konverter 36 in Form eines seriellen Codes ausgegebene Signal gelangt durch ein
Sperrgatter 37 und eine ODER-Schaltung 32 und wird im Pufferspeicher 9 eingeschrieben, der dazu verwendet
wird, die Übertragungs- Bitrate zu glätten oder auszugleichen. Das Auslesen aus dem Pufferspeicher 9
geschieht mit gleichförmiger Bitrate, die auf den Ausgangsanschluß lO gelangt.
Die Größe des Pegelwertdarstellungssignals vom Codierer 7 wird im zweiten Größeneinsteller 35 in einer
Weise gesteuert, die derjenigen entgegengesetzt ist, welche durch den ersten Größeneinsteller 5 angewendet
wird. Zu diesem Zweck wird das Pegelwertdarstellungssignal direkt sowohl auf eine UND-Schaltung 47
als auch auf Digital-Multiplizierer 41 bis 43 gegeben. Die Multiplizierer 41 bis 43 bilden ein Produkt aus dem
Pegelwertdarstellungssignal und dem entsprechenden der Coeffizienten \lk\, i/k2 und i/k3, die durch
Coeffizientenschaltungen 44 bis 46 gegeben sind, und liefern ihr Ausgangssignal auf UND-Schaltungen 48,49
bzw. 50. Einer der Code von den UND-Schaltungen 47 bis 50 gelangt durch eine ODER-Schaltung 51 und wird
werden alle auf UND-Schaltungen 26 und 47 geführt.
Fährt man mit obigem Beispiel fort und nimmt man an, daß der im Pufferspeicher 9 gespeicherte Inhalt
kleiner als 50.000 Bits ist, werden lediglich die UND-Schaltungen 26 und 47 in den Einstellern 5 und 35
geöffnet, wodurch das Differenzsignal ohne Ampliludenkomprimierung
auf die Schwellenwertschaltung 6 und das Pegelwertdarstellungssignal vom Codierer 7
direkt auf den Addierer 11 gegeben wird. Wenn der
ίο Bit-Inhalt im Pufferspeicher 950.000 Bits nicht übersteigt,
nimmt der Anschluß 61 einen Η-Pegel an, der auf das Flipflop 64 gegeben wird, um die UND-Schaltungen
27 und 48 frei zu geben. Die Coeffizienten k\, ki und k3
können zu 3/4,2/4 bzw. V4 gewähll werden, und in diesem
Fall erleidet das Differenzsignal eine Amplitudenunterdrückung um einen Faktor V4, bevor es zur
Schwellenwertschaltung 6 geliefert wird, während das Pegelwertdarstellungssignal um einen Faktor V3 gedehnt
wird, bevor es zum Addierer 11 geliefert wird.
Wenn die Besetzung des Speichers 9 weiter ansteigt und
110.000 Bit., übersteigt, nimmt der Anschluß 62 einen
Η-Pegel ein, der die UND-Schaltungen 28 und 49 freigibt, so daß das Differenzsignal eine Amplitudenunterdrückung
um einen Faktor :i/4 erleidet, bevor es der
als Ausgangssignal vom Einsteller 35 auf den Addierer 25 Schwellenwertschaltung 6 zugeführt wird, während das
11 gegeben. Das Ausgangssignal des Addierers 11 wird Pegelwertdarstellungssignal um einen Faktor V2 vergröin
den Bildspeicher 4 geschrieben und aus diesem nach ßert wird, bevor es auf den Addierer 11 gegeben wird.
Wenn der Bit-Inhalt im Pufferspeicher 9 größer wird und einen bestimmten Schwellenwert übersteigt, wird
30
einem Bild ausgelesen, um auf den Subtrahierer 3 bzw. den Addierer 11 gegeben zu werden.
Die Steuerschaltung 12 umfaßt einen umkehrbaren Zähler 53, der bei jeder Eingabe eines Bits der
Information von der ODER-Schaltung 32 in den Pufferspeicher 9 um eins aufwärts und jedes Mal, wenn
ein Bit aus dem Speicher 9 zum Ausgangsanschluß 10 ausgelesen wird, um eines abwärts zählt. Der Zählstand
des Zählers 53 wird zum Vergleich mit vorbestimmten Bezugswerten, die in Bezugsschaltungen 57 bis 59
gebildet sind, auf mehrere Komparatoren 54 bis 56 gegeben. Wenn der Zählstand irgend einen dieser
solchermaßen die Amplitude des Differenzsignals komprimiert, um das Auftreten des kennzeichnenden
Differenzsignals von der Schwellenwertschaltung 6 zu reduzieren, so daß ein Überlauf vom Pufferspeicher 9
minimal gemacht wird. Im Gegensatz zu einer Steurung des Schwellenwertes in der Schwellenwertschaltung 6
wird die Amplitude derjenigen Komponente des Differenzsignals, welche den Schwellenwert übersteigt,
im Einsteller 5 komprimiert, so daß die Wahrscheinlichkeit eines Überlaufs reduziert wird und das gespeicherte
Bezugswerte überschreitet, nimmt der Ausgang eines 40 Bild sich nicht schrittweise ändert, sondern verwaschen
entsprechenden Komparators einen hohen Wert oder ist, so daß die sichtbar wahrnehmbare Verschlechterung
-.,.j · möglichst klein wird. Da das Pegelwertdarstellungssignal
im Gegensatz zu der auf das Differcnzsignal ausgeübten Steuerung im Einsteller 35 gesteuert wird,
45 erhält man vom Addierer 11 ein decodiertes Signal, das
nahezu das Originalsignal wiedergibt, so daß sich die Nachlaufgeschwindigkeit bei einer Änderung des
Eingangssignals erhöht.
Es ist erforderlich, denselben Inhalt, wie er im
ein Ausgangssignal mit hohem Pegel (H) an einem 50 senderseitigen Bildspeicher 4 gespeichert ist, in einem
Anschluß 61 erzeugt wird, wenn lediglich der Kompara- Bildspeicher auf der Empfangsseite zu speichern. Um
die Größe des Pegelwertdarstellungssignals zu steuern, ist es auch notwendig, diese Steuerinformation auf die
Empfangsseite zu übertragen. Zu diesem Zweck werden im vorliegenden Beispiel vier Code V0 bis V3 als das
Bildsynchronisierungssignal verwendet, und gemäß der Steuerung durch den Einsteller 5 selektiv übertragen.
Genau gesagt sind mehrere Bi'ldsynchronisierungscode- generatoren 70 bis 73 vorgesehen, deren Ausgangscode
von D-Flipflops 64,65 bzw. 66 gegeben. Jedes Mal, wenn 60 V0 bis V3 auf mehrere UND-Schaltungen 74,75,76 bzw.
mit Hilfe des Synchronisiersignalseparators 16 ein 77 gegeben werden, und die Ausgangssignale von den
Anschlüssen 61 bis 63 werden auf die UND-Schaltungen 75, 76 bzw. 77 gegeben. Die negierten Werte aller
eine »1« an. Wenn beispielsweise ein Videoeingangssignal ein Frequenzband von 4 MHz aufweist, kann der
Pufferspeicher 9 eine Kapazität von 200 k Bits haben, und die Bezugsschaltungen 57, 58 und 59 können
Bezugswerte 50.000, 110.000 bzw. 170.000 aufweisen.
Die Ausgangssignale der Komparatoren 54 bis 56 werden au* eine Schaltung 60 geführt, die eine
Kombintation von UND-Schaltungen aufweist, so daß
tor 54 ein »1 «-Ausgangssignal erzeugt ein H-Ausgangssignal am Anschluß 62 erzeugt wird, wenn lediglich die
Komparatoren 54 und 55 ein »!«-Ausgangssignal erzeugen, und ein H-Ausgangssignal lediglich am
Anschluß 63 erzeugt wird, wenn alle Komparatoren bis 56 ein »1 «-Ausgangssignal aufweisen. Die an den
Anschlüssen 61 bis 63 erscheinenden Ausgangssignale werden auf entsprechende Dateneingangsanschlüsse D
Ausgangssignale von den Anschlüssen 61 bis 63 werden
eingegeben. Deren Q-Ausgangssignale werden als
auf die UND-Schaltungen 48, 49 bzw. 50 des Ausgangssignal vom Anschluß 16 der eine Feststellung
Differenzsignal keine Amplitudenunterdrückung erlei det, bewirkt die Feststellung des Bildsynchronisiersignals,
daß der Bildsynchronisiercode V0 in serieller Form vom Codegenerator 70 über die UND-Schaltung
74 und die ODER-Schaltung 78 auf die ODER-Schaltung 32 geliefert und von dort in den Pufferspeicher 9
eingeschrieben wird. Wenn das Differenzsignal eine Amplitudenkomprimierung um einen Faktor 3/4 erleidet,
gelangt der Bildsynchronisiercode Vi in der seriellen
Form, in welcher er vom Codegenerator 71 geliefert wird, durch die UND-Schaltung 75 und die ODER-Schaltung
78,32, um in den Bildspeicher 9 eingeschrieben zu werden. Wenn das Differenzsignal eine
Amplitudenkomprimierung um eine Faktor 2U erleidet,
wird das Bildsynchronisiersignal V2 vom Codegenerator
72 in den Bildspeicher geschrieben, und wenn die Amplitudenkomprimierung einen Faktor V4 ausmacht,
wird der Bildsynchronisiercode V3 vom Codegenerator
73 in den Pufferspeicher 9 geschrieben.
Es wird nun die Steuerung der Schaltereinrichtung 8 beschrieben. Es ist Aufgabe der Schaltereinrichtung 8,
den Konverter 36 zur Umwandlung in einen Code mit unterschiedlicher Wortlänge mit dem Addierer 11 für
eine gegebene Zeitdauer zu verbinden, beispielsweise für fünf aufeinanderfolgende horizontale Abtastzeilen
während eines Bildes, wobei die fünf horizontalen Abtastzeilen für aufeinanderfolgende Bilder sequentiell
verschoben werden. Zu diesem Zweck wird das Ausgangssignal vom Anschluß 16, das die Feststellung
des Bildsynchronisiersignals anzeigt, auf einen Bildzähler 79 gegeben, bei welchem es sich um einen Ringzähler
mit einem vollen Zählstand von 105 handelt und dessen Ausgangsanschlüsse mit entsprechenden von mehreren
UND-Schaltungen A\, A\os verbunden sind. Das Horizontalsynchronisierausgangssignal
vom Anschluß 17 wird auf einen Horizontalzähler 80 geführt, bei welchem es sich um einen Ringzähler mit einem vollen Zählstand
handelt, der gleich der Anzahl der horizontalen Abtastzeilen des Videoeingangssignals ist, beispielsweise
525. Der Ausgang eines jeden fünften Ausgangsanschlusses 1,6,11,16... 525 ist so angeschlossen, daß eine
Vielzahl Flipflops FFt bis FF,05 gesetzt und das
unmittelbar vorausgehende Flipflop in sequentieller Weise zurückgesetzt wird. Dadurch werden Impulse, die
fünf aufeinanderfolgenden horizontalen Abtastzeilen entsprechen und mit der Zeit verschoben werden, von
den Flipflops FFi bis FFios erhalten und auf die
UND-Schaltung A\ bis An» geführt. Das Ausgangssignal
von den UND-Schaltungen Ai bis Α\κ gelangt durch
eine ODER-Schaltung 8t und eine weitere ODER-Schaltung 82 und wird auf den Steueranschluß der
Schaltereinrichtung 8 geliefert Demzufolge ist die Schaltungseinrichtung mit dem Addierer 11 während
des ersten Bildes während einer der ersten bis fünften horizontalen Abtastzeile entsprechenden Zeitdauer
verbunden, während des zweiten Bildes während einer der sechsten bis elften horizontalen Abtastzeile
entsprechenden Zeitdauer, und so weiter. Somit verschiebt sich die Zeitdauer, während welcher die
Schaltereinrichtung mit dem Addierer 11 verbunden ist,
für aufeinanderfolgende Bilder um eine fünf Zeilen entsprechende Zeitdauer. Auf diese Weise wird das
Ausgangssignal vom Addierer 11 während eines Bildes für ein gegebenes Zeitintervall als Auffrischungssignal
übertragen.
Das Auffrischungssignal wird auch übertragen, wenn der gespeicherte Inhalt im Pufferspeicher 9 beträchtlich
verringert ist und dadurch eine Unterbelegung dieses Speichers verursacht wird. Genau gesagt, wird der
Zählstand im Zähler 53 der Steuerschaltung 12 im Komparator 67 mit dem in der Schwellenwertschaltung
68 vorgegebenen Schwellenwert verglichen und das Ausgangssignal des Komparators 67 wird über eine
Negationsschaltung 84 auf den Setzanschluß eines Flipflop 85 und außerdem direkt, das heißt ohne durch
eine Negationsschaltung zu gelangen, auf dessen Rücksetzanschluß gegeben. Wenn der im Pufferspeicher
ίο 9 gespeicherte Inhalt unter den in der Schwellenwertschaltung
68 vorgegebenen Schwellenwert, beispielsweise 20 000 Bits, verringert wird, wird das Flipflop 85
gesetzt und sein Ausgangssignal wird über eine ODER-Schaltung 82 auf den Steueranschluß der
Schaltereinrichtung 8 geführt. Mit anderen Worten, wenn der im Pufferspeicher 9 gespeicherte Inhalt auf
einen Wert unter 20 000 Bits reduziert wird, wird das Ausgangssignal des Addierers 11 auf den Konverter zur
Umwandlung in einen Code mit unterschiedlicher Wortlänge gegeben, um das Auffrischungssignal zu
übertragen. Wenn der im Pufferspeicher 9 gespeicherte Inhalt auf einen Wert oberhalb 20 000 Bits ansteigt, wird
das Flipflop 85 zurückgesetzt, wodurch die Schaltereinrichtung 8 wieder mit dem Codierer 7 verbunden wird.
Wenn das Auffrischungssignal übertragen wird, ist es erforderlich, dieses direkt in den empfangsseitigen
angeordneten Bildspeicher einzuschreiben ohne dieses einem aus dem Bildspeicher ausgelesenen Code hinzu zu
addieren. Somit ist es erforderlich, die Übertragung des Auffrischungssignals an die Empfangsseite zu signalisieren.
Zu diesem Zweck ist ein Horizontalsynehronisiercodegenerator 87 vorgesehen, der die Übertragung des
Differenzsignals oder des Ausgangssignals des Codierers 7 anzeigt, sowie ein Horizontalsynchronisiercode-
generator 88, der die Übertragung des Auffrischungssignals oder des Ausgangssignals des Addierers 11
anzeigt. Die Ausgangssignale dieser Codegeneratoren 87, 88 werden auf UND-Schaltungen 89 bzw. 90
gegeben, die Außerdem das Ausgangssignal vom Anschluß 17 empfangen, das die Feststellung eines
Horizontalsynchronisiersignals anzeigt. Zusätzlich wird das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 82 oder das
Steuersignal für die Schaltereinrichtung 8 auf die UND-Schaltung 90 zugeführt, während dessen negiertes
Signal auf die UND-Schaltung 89 gegeben wird. Wenn die Schaltereinrichtung 8 mit dem Codierer 7 verbunden
ist, gelangt deshalb der in serieller Form vorliegende Horizontalsynchronisiercode H\, der vom Codegenerator
87 geliefert wird, durch die UND-Schaltung 89 und die ODER-Schaltung 32, um bei jeder Feststellung des
Horizontalsynchronisiersignals in den Pufferspeicher 9 eingeschrieben zu werden. Wenn die Schaltereinrichtung
8 mit dem Addierer 11 verbunden ist gelangt der in
serieller Form vorliegende Horizontalsynchronisierco- de Hi. der vom Codegenerator 88 geliefert wird, durch
die UND-Schaltung 90 und die ODER-Schaltung 32, um bei jeder Feststellung des Horizontalsynchronisiersignals in den Pufferspeicher 9 eingeschrieben zu werden.
Immer wenn die Steuercode, wie das Adressensignal, der Bildsynchronisiercode, der Horizontalsynchronisiercode oder dergleichen, auf die ODER-Schaltung 32
gegeben werden, wird verhindert, daß das Ausgangssignal des Konverters 36 zur Umwandlung in einen Code
mit unterschiedlicher Wortlänge durch die UND-Schal tung 37 gelangt Wenn dies auch nicht dargestellt ist, so
wird die Gesamtschaltung natürlich durch einen Takt gesteuert der von einem Grundtaktgenerator stammt
In F i g. 3 ist eine Anordnung beschrieben, die auf der
Empfangsseite verwendet wird. Das Digitalsignal mit
gleichmäßiger Bitrate, das über den Übertragungsweg empfangen worden kt, wird auf einen Eingangsanschluß
100 gegeben und von dort auf einen für variable Wortlänge geeigneten Decodierer 101, einen Steuersignaldetektor 102 und einen Horizontalsynchronisiercodedetektor 103. Der für variable Wortlänge geeignete
Decodierer 101 funktioniert entgegengesetzt wie der Konverter 36 zur Umwandlung in einen Code mit
unterschiedlicher Wortlänge, der in Fig.2 gezeigt ist und auf der Sendeseite angeordnet ist Das Ausgangssignal des Decodierers 101 wird auf mehrere UND-Schaltungen 104 bis 109 geführt. Der Detektor 102 dient
als Detektor für ein Steuersignal, wie das Adressensignal,
den Synchronisiercode oder dergleichen, und immer wenn ein Steuersignal festgestellt ist, wird eine
UND-Schaltung 104 freigegeben, um das im Ausgangssignal vom Decodierer 101 enthaltene Steuersignal
durch die UND-Schaltung 104 und eine ODER-Schaltung 110 hindurchzulassen, so daß dieses Signal in einen
Pufferspeicher 111 eingeschrieben werden kann. Wenn der Detektor 103 den Horizontalsynchronisiercode H\
feststellt, der dann erzeugt wird, wenn das codierte Ausgangssignal für das kennzeichnende Differenzsignal
übertragen worden ist, nimmt ein Anschluß 103 einen Η-Wert (hohes Potential) an. Wenn dagegen der die
Übertragung des Auffrischungssignals anzeigende Horizontalsynchronisierccde
H2 festgestellt worden ist, nimmt ein Anschluß 114 einen Η-Pegel an. Wenn H2
festgestellt ist, wird ein Flipflop 116 gesetzt, dessen Ausgangssignal auf eine UND-Schaltung 105 und
dessen negiertes Signal auf die UND-Schaltungen 106 bis 109 geführt wird. Während des Empfangs des
Auffrischungssignals wird somit lediglich die Schaltung 105 aus der Gruppe der UND-Schaltungen 105 bis 109
freigegeben, um das Ausgangssignal des Decodierers
101 passieren zu lassen, das über eine ODER-Schaltung 117, eine UND-Schaltung 118 und eine ODER-Schaltung
110 zum Pufferspeicher 111 gelangt, um dort eingeschrieben zu werden.
Der am Eingangsanschluß 100 empfangene Code wird außerdem auf einen Bildsynchronisiercodedetektor
119 geleitet. Wenn der Bildsynchronisiercode V0 festgestellt wird, was anzeigt, daß auf der Sendeseite
keine Amplitudenunterdrückung oder-Kompression des Differenzsignals vorgenommen worden ist, nimmt ein
Anschluß 130 einen Η-Pegel ein. Wenn die Bildsynchronisiercode Vi, V2 und V3 festgestellt werden, was einer
Amplitudenkomprimierung um einen Faktor V4, 2U bzw.
'/4 entspricht, wird ein H-Pegel-Ausgangssignal an s°
Anschlüssen 131, 132 bzw. 133 erzeugt. Das Ausgangssignal an den Anschlüssen 130 bis 133 wird auf den
Setzanschluß eines Flipflops aus einer Gruppe Flipflops 134 bis 137 und außerdem auf den Rücksetzanschluß
aller anderen Flipflops gegeben. Wenn beispielsweise der Anschluß 130 einen Η-Pegel annimmt, wird das
Flipflop 134 gesetzt, während alle anderen Flipflops 135
bis 137 zurückgesetzt werden. Das Setzausgangssignal der Flipflops 134 bis 137 wird auf eine Gruppe von
UND-Schaltungen 138,139,140 bzw. 141 geführt.
Das Ausgangssignal der UND-Schaltungen 107 bis 109 wird auf eine Gruppe digitaler Multiplizierer 120,
121 bzw. 122 gegeben, die dieses Ausgangssignal mit einem Koeffizienten \lk\ bis \/k} multiplizieren. Diese
Koeffizienten werden in entsprechenden Koeffizienten- f\s
schaltungen 123 bis 125 gebildet. Die in den Koeffizientenschaltungen
123 bis 125 gebildeten Koeffizientenwerte stellen den Reziprok-Wert derjenigen Koeffi
zientenwerte dar, die in den Koeffizientenschaltungen 23 bis 25 des auf der Sendeseite angeordneten
Größeneinstellers 5 gebildet werden. Die Ausgangssi gnale dieser Multiplizierer 120 bis 122 werden auf
UND-Schaltungen 139, 140 bzw. 141 gegeben. Eine UND-Schaltung 138 empfängt das Ausgangssignal von
der UND-Schaltung 106. Die Ausgangssignale von den UND-Schaltungen 138 bis 141 gelangen durch die
ODER-Schaltung 117, die UND-Schaltung 118 und die ODER-Schaltung 110, um im Pufferspeicher 111
eingeschrieben zu werden. Wenn der Bildsynchronisiercode V0 empfangen worden ist, passiert demzufolge das
Ausgangssignal des Decodierers 101 die UND-Schaltung 106, so daß es keiner Amplitudensteuerung
unterzogen wird, und gelangt dann durch die UND-Schaltung 138, um anschließend im Pufferspeicher 111
eingeschrieben zu werden. Wenn der Detektor 119 den
Bildsynchronisiercode Vt feststellt, wird die UND-Schaltung
139 freigegeben, so daß das Ausgangssignal des Decodierers 101 im Multiplizierer 120 mit einem
Faktor \/k\ multipliziert wird. Folglich wird dieses
Ausgangssir ial um einen Faktor expandiert, der der sendeseitig durchgeführten Amplitudenunterdrückung
oder Amplitudenkompression entspricht, bevor es in den Pufferspeicher 111 eingeschrieben wird. Wenn das
Steuersignal von der UND-Schaltung 104 zum Einschreiben in den Pufferspeicher 111 ausgegeben wird,
wird die UND-Schaltung 118 gesperrt, um zu verhindern, daß das Ausgangssignal des Decodierers 101 zum
Pufferspeicher 111 gelangt.
Die im Pufferspeicher 111 gespeicherten Daten werden einem Serien-Parallel-Wandler 150 in derjenigen
Reihenfolge zugeführt, in welcher sie in den Speicher 111 eingeschrieben werden. Ein Taktgenerator
151 wird vom Pufferspeicher 111 getrieben und der
dadurch erzeugte Takt wird auf einen Synchronisiersignalgenerator 152 gegeben, der ein Bildsynchronisiersignal
und ein Horizontalsynchronisiersignal erzeugt, die dann auf einen Synchronisiercodegenerator 153 gegeben
werden, der einen Horizontalsynchronisiercode H2
erzeugt, der an einem Komparator 160 geliefert wird. Die Kombination von Bildsynchronisiersignal und
Horizontalsynchronisiersignal wird außerdem auf einem Adressengenerator 157 gegeben, der der Reihe
nach denselben Adressencode erzeug» wie er sendeseitig von dem in Fig.2 gezeigten Adressengcncrator 18
erzeugt worden ist, und d^r erzeugte Adressencode
wird einem Komparator 161 zugeführt. Die Komparatoren 160 und 161 empfangen außerdem das Ausgangssignal
vom Serien-Parallel-Wandler 150.
Wenn in Komparator 161 Übereinstimmung festgestellt wird, schaltet dessen Ausgangssignal eine
Schaltereinrichtung 165 auf Durchlaß, wodurch der diesem speziellen Adressencode folgende Differenzcode
vom Wandler 150 auf einen Addierer 166 gelangt. Ein von einem Bildspeicher 167 ausgelesener Code wird
ebenfalls auf den Addierer 166 geführt, und das Summensignal gelangt durch eine Schaltereinrichtung
168 und wird in den Bildspeicher 167 eingeschrieben. Der in den Speicher 167 eingeschriebene Code wird von
dort ein Bild später ausgelesen.
Während derjenigen Zeit, während welcher ein Adressencode in den Serien-Parallel-Wandler 150
eingegeben wird, tritt ein wiederholter Umlauf dadurch auf, daß der Inhalt des Bildspeichers 167 ausgelesen
wird, durch den Addierer 166 gelangt und wieder in den Bildspeicher 167 eingelesen wird. Der vom Bildspeicher
167 ausgelesene Code wird außerdem zur Umwandlung
•n ein Analogsignal auf einen D-A-Wandler 169
Begeben, so daß an einem Ausgangsanschluß 170 wieder ein Videosignal hergestellt wird. Wenn sich ein Teil des
übertragenen Videosignals ändert, wird diese Änderung
• jer zuvor beschriebenen Weise codiert und
zusammen mit dem zugehörigen Adressencode übertraeen Der Adressencode wird mit Hilfe des Serien-Paral
lel-Wandlers 150 auf der Empfangsseite festgestellt, und
die codierte Änderung gelangt vom Wandler 150 zum Addierer 166, so daß eine Korrektur des aus dem
Bildspeicher 167 ausgelesenen Codes vorgenommen
Wenn andererseits vom Komparator 160 eine
Übereinstimmung festgestellt wird, was die Übertragung des Auffrischungssignals anzeigt, treibt das
Ausgangssignal des Komparators 160 eine Schaltung
172, deren Ausgangssignal die Schaltereinrichtung 168 für' eine Horizontalperiode auf den Ausgang des
Serien-Parallel-Wandlers 150 schaltet, wodurch der Code vom Pufferspeicher 111 während einer Horizontalperiode
durch den Wandler 150 gelangt und in den Bildspeicher 167 eingeschrieben wird. Auf diese Weise
wird das Auffrischungssignal direkt in den Bildspeicher 167 eingeschrieben, um dessen Inhalt zu erneuern.
Es ist zuvor erwähnt worden, daß der zweite Größeneinsteller 35 auf der Sendeseite (F ig. 2)
weggelassen werden kann. In diesem Fall wird eine entsprechende Änderung auf der Empfangsseite dadurch
vorgenommen, daß die die Änderung des Bildsynchronisiercodes feststellende Schaltung 119, die
Flipflops 134 bis 137, die UND-Schaltungen 107 bis 109
und 138 bis 141, die Multiplizierer 120 bis 122 und die
Koeffizientenschaltungen 123 bis 125 entfernt werden. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal von den
UND-Schaltungen 105 und 106 direkt auf die ODER-Schaltung 117 gegeben. Wenn der Konverter 36 zur
Umwandlung in einen Code mit unterschiedlicher Wortlänge nicht verwendet wird, wird der für variable
Wortlänge geeignete Decodierer 101 entfernt. Gemäß vorausgehender Beschreibung ist die Größe des
Differenzsignals über vier Bereiche gesteuert worden. Die Anzahl solcher Bereiche kann jedoch geändert
werden. Außerdem können die Schwellenwertschaltung 6 und der Codierer 7, die als getrennte Komponenten
dargestellt worden sind, auf einem einzigen Baustein miteinander vereint werden. ......
Aus der vorausgehenden Beschreibung ist ersichtlich,
daß das erfindungsgemäße Bild-zu-Bild-Vergleich-Codiersystem
einen Überlauf des Pufferspeichers dadurch verhindert, daß die Größe des Differenzsignals
entsprechend der Belegung des Pufferspeichers gesteuert wird, so daß die Wahrscheinlichkeit einer
wesentlichen Qualitätsverschlechterung des gespeicherten Bildes ausgeschlossen wird. Bei einem experimentiellen
Seispiel ist die Bild-zu- Bild-Vergleich-Codierung angewendet worden auf ein Videosignal in einem
Fernsehsystem mit einer Nennfrequenzbandbreite von 4 MHz, wobei eine Person während der Bilder 0 bis 7
ruhig sitzen blieb, während der Bilder 70 bis 90 ihr Gesicht zur Fernsehkamara hin bewegte, während der
ίο Bilder 90 bis 140 aufstand und wegging und während der
Bilder 140 bis 200 zurückkam (F i g. 4). Der Schwellenwert der Schwellenwertschaltung wurde in Abhängigkeit
von dem Belegungsgrad des Pufferspeichers gesteuert. Der in diesem Speicher gespeicherte Inhalt ist
in F i g. 4B dargestellt, welche zeigt, daß während einer raschen Änderung im aufzunehmenden Bild Überläufe
oder Kapazitätsüberschreitungen des Pufferspeichers auftraten, dessen Kapazität 200 k Bits betrug. Wenn
man dagegen die Erfindung anwendet und das Differenzsignal mit einem Faktor 3A steuert, wenn der
im Pufferspeicher gespeicherte Inhalt 50 k Bits überschreitet, mit einem Faktor 2/4, wenn der gespeicherte
Inhalt HO k Bits überschreitet und mit einem Faktor V4,
wenn der gespeicherte Inhalt 170 k Bits übersteigt, ergibt sich das in Fig.4 C gezeigte Ergebnis, aus
welchem man ersehen kann, daß kein Überlauf auftritt. Dies beweist die ausgezeichnete Leistungsfähigkeit des
erfindungsgemäßen Systems. Bei diesem Experiment wurde der in F i g. 2 gezeigte zweite Größeneinsteller 35
weggelassen.
Wenn eine Umschaltung nach herkömmlicher Arbeitsweise verwendet wird, das heißt, eine Umschaltung
auf einen Unterabtastwertmoden oder einen Wechselzeilenmoden, um den Überlauf noch stärker zu
verhindern, ist der Anteil, welchen diese Moden im Verhältnis zur Gesamtwirkung bilden, gegenüber dem
herkömmlichen System verringert, so daß man eine hohe Bildqualität erreicht. Außerdem tritt die Verschlechterung
der Fähigkeit, einer raschen Änderung im aufzunehmenden Bild zu folgen, nicht stufenweise auf
sondern sie erscheint als ein Verschwimmen des Bildes, so daß die visuell wahrnehmbare Verschlechterung
vermindert ist. Da zur Auffrischung des empfangsseitigen Bildspeichers 167 dasjenige Auffrischungssignal
verwendet wird, welches durch den Codierer 7 und dergleichen erzeugte Quantisierungsfehler in seiner
Information enthält, wird zwischen den aufgefrischten Bereichen und den nicht aufgefrischten Bereichen im
wesentlichen die gleiche Bildqualität aufrecht erhalten, 50 so daß das Auftreten eines quer über das Bild
verlaufenden Streifens vermieden wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
- Patentansprüche:i. Bild-zu-Bild-Vergleich-Kodiersystem mit einem Subtrahierer zur Erzeugung eines Differenzsignals entsprechend der Differenz zwischen einem Eingangssignal und einem Ausgangssignal eines Bildspeichers, mit einem das Differenzsignal quantisierenden Codierer zur Erzeugung eines codierten Ausgangssignals, mit einem Pufferspeicher, in welchen das codierte Ausgangssignal geschrieben wird, wobei der Codierer außerdem ein Pegelwertdarstellungssignal erzeugt, das die Größe seines codierten Ausgangssignals angibt, und der Inhalt des Pufferspeichers mit gleichförmiger Gecchwindigkeit ausgelesen wird, und mit einem Addierer zur Bildung der Summe aus Pegelwertdarstellungssignal und Bildspeicherausgangssignal, wobei das Summensignal in den Bildspeicher eingeschrieben und von dort ein Bild später ausgelesen wird, gekennzeichnet durch einen zwischen den Subtrahierer (3) und Codierer (7) geschalteten Größeneinsteller (5) zur Steuerung der Größe des Differenzsignals und eine den Belegungsgrad des Bildspeichers (4) überwachende Steuerschaltung (12) zur Steuerschaltung des Größeneinstellers (5) in Abhängigkeit vom festgestellten Belegungsgrad.
- 2. Codiersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen den Codierer (7) und den Pufferspeicher (9) geschaltete Schaltereinrichtung (8), mit welcher der Eingang des Pufferspeichers an den Ausgang des Addierers (11) anschließbar ist, und eine Steuervorrichtung zum periodischen Steuern der Schaltereinrichtung.
- 3. Codiersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Codierer (7) und den Pufferspeicher (9) ein Konverter (36) zur Umwandlung in einen Code mit unterschiedlicher Wortlänge geschaltet ist, mit dem eine Codeumwandlung entsprechend einer vorbestimmten Regel durchführbar ist.
- 4. Codiersystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine zwischen den Codierer (7) und den Konverter zur Umwandlung in einen Code mit unterschiedlicher Wortlänge (36) geschaltete Schaltereinrichtung (8), mit der der Eingang des Pufferspeichers (9) an den Ausgang des Addierers (11) anschließbar ist, und eine Steuervorrichtung zum periodischen Steuern der Schaltereinrichtung.
- 5. Codiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen zwischen den Codierer (7) und den Addierer (11) geschalteten zweiten Größeneinsteller (35) zur Steuerung der Größe in der gegenüber dem ersten Größeneinsteller (5) entgegengesetzten Richtung.
- 6. Codiersystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Codegenerator (73) zur Erzeugung eines Codes, der den gesteuerten Zustand des zweiten Größeneinstellers (35) angibt und an den Pufferspeicher (9) weitergibt.
- 7. Codiersystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Detektorschaltung zur Gewinnung des den gesteuerten Zustand des Größeneinstellers anzeigenden Codes aus dem gesendeten und empfangenen Code, eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Größe des empfangenen Codes in Abhängigkeit vom gewonnenen Code und in einer gegenüber der Steuerung durch den ersten Größeneinsteller entgegengesetzten Richtung, und eine Addiereinrichtung, mit welcher der Steuercode und das Bildspeicherausgangssignal addiert und dann in ein digitales Videosignal decodiert werden.
8. Codiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Größeneinsteller (5) und den Codierer (7) eine Schwellenwertschaltung (6) geschaltet ist, mit welcher ein einen gegebenen Pegelwert übersteigender Teil des - ίο Ausgangssignals des Größeneinstellers als kennzeichnendes Differenzsignal auf den Codierer führbar ist.
- 9. Codiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Größeneinsteller eine Vielzahl Komprimierungseinrichtungen zur Komprimierung des Differenzsignals mit einem gegebenen Faktor aufweist, wobei der Faktor einer Komprimierungseinrichtung von dem einer jeden anderen Komprimierungseinrichtung verschieden ist, sowie eine Auswahleinrichtung zur Auswahl eines Ausgangssignals von einer dieser Komprimierungseinrichtungen, und daß die: Steuerschaltung eine Detektoreinrichtung zur Festeilung der Bildspeicherbelegung aufweist, die mehrere Belegungsgrade zu unterscheider, vermag, sowie eine auf die Detektoreinrichtung ansprechende Einrichtung zur Erzeugung eines die Auswahleinrichtung steuernden Signals.
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JP12116574A JPS5160151A (ja) | 1974-10-21 | 1974-10-21 | Fugokahoshiki |
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JP13201674 | 1974-11-18 |
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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