DE1009226B

DE1009226B - Image transmission process

Info

Publication number: DE1009226B
Application number: DEG14895A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl-August Dreyer; Peter Ewerbeck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-07-15
Filing date: 1954-07-15
Publication date: 1957-05-29

Description

DEUTSCHESGERMAN

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum elektrischen Übertragen von Bildern mit linienweiser Abtastung des zu übertragenden Bildes.The invention relates to a method for the electrical transmission of images with line by line Scanning the image to be transmitted.

Bei den meisten bekannten Verfahren dieser Art ist es üblich, das Bild zeilenweise abzutasten. Es sind jedoch auch Verfahren bekanntgeworden, bei denen die Abtastung nicht zellenförmig, sondern z. B. gemäß einer archimedischen Spirale vorgenommen wird. Die Abtastgeschwindigkeit ist dabei unabhängig vom Bildinhalt. Der momentane Wert der bei der Abtastung gewonnenen elektrischen Signale entspricht hierbei der Helligkeit des Bildes im jeweiligen Abtastpunkt. In most of the known methods of this type it is customary to scan the image line by line. There are However, methods have also become known in which the scanning is not cellular, but z. B. according to an Archimedean spiral is made. The scanning speed is independent of the Image content. The instantaneous value corresponds to the electrical signals obtained during the scanning here the brightness of the image at the respective sampling point.

Gemäß einem anderen als Linien- oder Geschwindigkeitssteuerung bekannten Verfahren erfolgt die Abtastgeschwindigkeit nach Maßgabe des Bildinhalts, und zwar in der Weise, daß die Abtastgeschwindigkeit an hellen Bildstellen klein, an dunklen dagegen groß ist. Bei der Wiedergabe wird ein Lichtpunkt konstanter Helligkeit mit einer dem empfangenen Signal entsprechenden Geschwindigkeit bewegt, und der Betrachter nimmt gemäß dem Talbotschen Gesetz Helligkeitsunterschiede wahr, die dem Originalbild entsprechen.According to another method known as line or speed control, the Scanning speed in accordance with the image content, in such a way that the scanning speed is small in bright areas of the image, but large in dark areas. When playing, there will be a point of light constant brightness at a speed corresponding to the received signal, and According to Talbot's law, the viewer perceives differences in brightness compared to the original image correspond.

Allen diesen bekannten Verfahren haftet der Mangel an, daß sie bei vorgegebener Zeit für die Übertragung eines Bildes, wie z. B. beim Fernsehen, also bei bewegten Bildern, ein sehr breites Frequenzband beanspruchen.All of these known methods have the defect that they can be transferred within a given time an image, such as B. in television, so with moving pictures, a very broad frequency band claim.

Es ist weiterhin bekannt, daß die zu übertragenden Bilder nur für einen kleinen Bruchteil ihrer Gesamtfläche starke Helligkeitssprünge enthalten, deren originalgetreue Übertragung bei den bekannten Verfahren sehr hohe Frequenzen im-Sigi3.al ergeben und dadurch eine große Frequenzbreite beanspruchen, die aber immer nur für einen verhältnismäßig gefingen Bruchteil der Übertragungsdauer benötigt wird.It is also known that the images to be transferred only cover a small fraction of their total area contain strong jumps in brightness, their faithful transmission with the known methods very high frequencies im-Sigi3.al and thereby claiming a large frequency range, which, however, always caught only relatively for one Fraction of the transmission time is required.

Diese Tatsache wird bei einem anderen bekannten Verfahren zur elektrischen Übertragung von Bildern dadurch zur Herabsetzung des benötigten Frequenzbandes ausgenutzt, daß die Abtastgeschwindigkeit dem Inhalt des abzutastenden Bildes derart angepaßt ist, daß jedem absoluten Wert des Differentialquotienten der Helligkeit nach dem Weg in der Abtastrichtung eine bestimmte Abtastgeschwindigkeit zugeordnet wird, wobei die Zuordnung in dem Sinne erfolgt, daß einem großen Wert des Differentialquotienten eine kleine Abtastgeschwindigkeit entspricht, und umgekehrt. Während die Amplitude der Signalspannung oder -ströme von der Helligkeit des zu übertragenden Bildes an der Abtaststelle abhängt, wird die Zuordnung der Abtastgeschwindigkeit zum Bildinhalt in der genannten Weise vorgenommen. Es ist dabei ohne weiteres zu erkennen, daß an den Stel-Bildübertragungsverfahren This fact is used in another known method of electrically transferring images thereby used to reduce the required frequency band that the scanning speed the content of the image to be scanned is adapted in such a way that each absolute value of the differential quotient the brightness according to the path in the scanning direction a certain scanning speed is assigned, the assignment being made in the sense that a large value of the differential quotient corresponds to a small scanning speed, and vice versa. While the amplitude of the Signal voltage or currents depends on the brightness of the image to be transmitted at the scanning point, the assignment of the scanning speed to the image content is carried out in the above-mentioned manner. It it can be seen without further ado that the Stel image transmission method

Anmelder:Applicant:

Max Grundig, Fürth (Bay.),
Kurgartenstr. 37Max Grundig, Fürth (Bay.),
Kurgartenstrasse 37

Dipl.-Inig. Karl-August Dreyer, Darmstadt,Dipl.-Inig. Karl-August Dreyer, Darmstadt,

und Peter Ewerbeck, Stuttgart-Sillenbuch,and Peter Ewerbeck, Stuttgart-Sillenbuch,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

len einer Bildzeile, wo der Differentialquotient der Helligkeit nach dem Weg klein, die Abtastgeschwindigkeit deshalb groß ist, das Signal höherfrequente Anteile aufweist als das entsprechende Signal bei Abtastung mit konstanter Geschwindigkeit, d. h., die niederfrequenten Signalspannungen werden erhöht. Umgekehrt werden die hohen Frequenzen gegenüber den entsprechenden Frequenzen bei Abtastung mit konstanter Geschwindigkeit erniedrigt. Die Wirkung ist gleichbedeutend mit einer Bandeinengung von beiden Seiten.len of an image line, where the differential quotient of the Brightness after the path is small, the scanning speed is therefore high, the signal is higher frequency Has components than the corresponding signal when scanning at constant speed, i. h., the low-frequency signal voltages are increased. Reversed are the high frequencies opposite the corresponding frequencies when scanning at constant speed. The effect is synonymous with narrowing the band on both sides.

Man könnte daran denken, die Zuordnung der Abtastgeschwindigkeit mit dem Differentialquotienten der Helligkeit nach dem Weg so vorzunehmen, daß die Abtastgeschwindigkeit umgekehrt proportional dem absoluten Wert des Differentialquotienten ist.One could think of the assignment of the scanning speed with the differential quotient to make the brightness according to the way so that the scanning speed is inversely proportional is the absolute value of the differential quotient.

Eine solche Anordnung ist unzweckmäßig, da auf diese Weise die Abtastgeschwindigkeit beim Differentialquotienten Null, der sehr häufig auftritt, unendlich werden müßte, was praktisch schon deshalb nicht durchführbar ist, weil damit auf der Empfangsseite kein Lichteindruck mehr beim Beschauer vorhanden wäre bzw. die Helligkeit des schreibenden Bildpunktes zum Ausgleich des scheinbaren Helligkeitsverlustes unendlich sein müßte.Such an arrangement is inexpedient because it results in the scanning speed at the differential quotient Zero, which occurs very frequently, would have to become infinite, which is for that very reason is not feasible because there is no longer any light impression on the viewer on the receiving side would be or the brightness of the writing pixel to compensate for the apparent loss of brightness would have to be infinite.

Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch überwunden, daß die feste Zuordnung von Abtastgeschwindigkeit und Differentialquotient der Helligkeit nach dem Weg etwa nach einem logarithmischen Gesetz der FormAccording to the invention, these difficulties are overcome by the fact that the fixed assignment of Scanning speed and differential quotient of the brightness according to the path approximately according to a logarithmic Law of form

v = A-In — h B v = A-In - h B

dHi.e.

dsds

erfolgt. Hierin bedeutethe follows. Herein means

ν — Abtastgeschwindigkeit, H = Bildhelligkeit, s = Weg in der Abtastrichtung, A, B = willkürlich festzulegende Konstanten. ν - scanning speed, H = image brightness, s = distance in the scanning direction, A, B = arbitrarily defined constants.

709 546/168709 546/168

Die schaltungsgemäße Erzeugung eines Spannungsverlaufes gemäß diesem Gesetz gelingt leicht mit Hilfe einer Zweiweggleichrichtung und durch Verwendung von Schaltelementen mit einer etwa einem logarithmischen Gesetz entsprechenden Kennlinie.The circuit-based generation of a voltage curve according to this law is easy with With the help of a full-wave rectification and the use of switching elements with about one characteristic curve corresponding to logarithmic law.

Wie von der Liniensteuerung her bekannt ist, hängt der Helligkeitseindruck, den z. B. eine geschriebene Zeile hervorruft, von der Schreibgeschwindigkeit ab. Da sich diese bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch mit dem Bildinhalt ändert, die Amplitude des an der Empfangsstelle ankommenden Signals jedoch in jedem Augenblick der Helligkeit des Originalbildes entspricht, muß die Helligkeit des schreibenden Lichtpunktes auf der Empfangsseite im Falle der direkten Beobachtung nach Maßgabe der jeweiligen Schreibgeschwindigkeit kompensiert werden, damit ein dem Original entsprechender Bildeindruck entsteht.As is known from the line control, the impression of brightness depends on the z. B. a written one Line depends on the writing speed. Since this is in the invention However, the method changes with the image content, the amplitude of that arriving at the receiving point However, the signal corresponds to the brightness of the original image at every moment, the brightness of the writing point of light on the receiving side in the case of direct observation in accordance with the respective writing speed are compensated so that a picture impression corresponding to the original arises.

An Hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels für einen nach dem erfmdungsgemäßen Verfahren arbeitenden Sender soll das Verfahren nochmals erläutert werden.On the basis of the exemplary embodiment shown schematically in the drawing for one according to the invention The method is to be explained again to the transmitter working with the method.

Ein Kippgenerator 1 erzeuge einen zeitlinearen Spannungsanstieg. Die erzeugte Spannung gelange über einen in seinem Verstärkungsgrad elektrisch mit kleiner Zeitkonstante regelbaren Verstärker 2 an die Aufnahmekamera 3, wo sie der Zeilenablenkung diene. In der Kamera 3 entsteht dann ein Signal, das dem Differenzierglied 4 zugeführt wird. Dieses Differenzierglied leitet aus dem Signal den Differentialquotienten ab, der mittels der Einrichtung 5 z. B. durch Zweiweggleichrichtung in eine Spannung verwandelt wird, die dem absoluten Wert des Differentialquotienten entspricht. Diese Spannung dient zur Regelung des Verstärkers 2 und damit, weil der Anstieg der in ihm verstärkten Sägezahnspannung der Abtastgeschwindigkeit in der Kamera 3 entspricht, der Regelung der Abtastgeschwindigkeit.A relaxation generator 1 generates a time-linear voltage increase. The generated tension will come via an amplifier 2 which can be electrically controlled in terms of its gain with a small time constant the recording camera 3, where it is used for line deflection. A signal then arises in the camera 3 that the differentiator 4 is supplied. This differentiator derives the differential quotient from the signal from, the means of the device 5 z. B. converted into a voltage by full-wave rectification which corresponds to the absolute value of the differential quotient. This tension serves to control the amplifier 2 and thus because of the increase in the sawtooth voltage amplified in it the scanning speed in the camera 3 corresponds to the regulation of the scanning speed.

Da nun die Abtastdauer für eine Zeile vom Bildinhalt abhängig ist, kann der Sägezahngenerator 1 nicht mit einer konstanten Frequenz arbeiten. Sein in unregelmäßigen Zeitabständen notwendiges Rückkippen wird durch einen Impuls bewirkt, der in einem Impulserzeuger 6 gewonnen wird. Er wirkt so, daß in dem Moment, in dem die vom Verstärker 2 abgegebene Spannung einen Wert erreicht, der dem Bildrand an der Kamera 3 entspricht, ein Impuls ausgelöst wird. Durch diesen Impuls wird der Sägezahngenerator 1 zum Kippen gebracht.Since the scanning time for a line depends on the image content, the sawtooth generator 1 do not work at a constant frequency. His tilting back, which is necessary at irregular intervals is caused by a pulse that is obtained in a pulse generator 6. He acts like that at the moment when the voltage output by the amplifier 2 reaches a value that corresponds to the The edge of the image on the camera 3 corresponds to a pulse being triggered. This pulse turns the sawtooth generator 1 brought to tip over.

Die wechselnde Abtastdauer für eine Zeile bringt es mit sich, daß die Ablenkung des Abtaststrahls in der Kamera 3 in der zur Zeilenrichtung Senkrechten nicht zeitlinear erfolgen darf, wie es bei den meisten der bekannten Verfahren üblich ist.The changing scanning duration for a line entails that the deflection of the scanning beam in of the camera 3 in the perpendicular to the line direction may not be linear in time, as is the case with most the known method is common.

Erfmdungsgemäß erfolgt die Ablenkung in der genannten Richtung jeweils nach Zeilenende ruckweise um eine Zeilenbreite. Die hierfür notwendige Ablenkspannung wird in der Addierstufe 7 durch Addition der von dem Impulsgenerator 6 kommenden Impulse (Zeilenwechselirnpulse) gewonnen. Von einem dem Impulsgenerator 6 analogen Impulsgenerator 8 wird am Bildende der Bildwechselimpuls abgegeben, der einerseits die Summenspannung in der Addierstufe 7 auf Null zurückführt und andererseits zur Mischstufe 9 gelangt, wo er zusammen mit den vom Impulsgenerator 6 kommenden Zeilenwechselimpulsen und dem von der Kamera 3 kommenden Videosignal zum Signalgemisch zusammengesetzt wird.According to the invention, the deflection in the direction mentioned takes place jerkily after the end of the line by a line width. The deflection voltage required for this is determined in the adding stage 7 by addition the pulses coming from the pulse generator 6 (line change pulses). From one that Pulse generator 6 analog pulse generator 8 is emitted at the end of the image change pulse, the on the one hand, the total voltage in the adder 7 returns to zero and on the other hand to the mixer 9 arrives, where it comes from the pulse generator 6 and line change pulses together with the video signal coming from the camera 3 is combined to form a composite signal.

Das beschriebene Verfahren eignet sich vor allem für die Übermittlung von Fernsehsignalen an einen oder mehrere Sender oder zwischen Fernsehsendern, die nach festgelegten Normen arbeiten, da die verminderte Frequenzbandbreite, insbesondere bei Übertragungen über größere Entfernungen, technische Erleichterungen und beträchtliche Kosteneinsparungen ergeben, die den technischen Aufwand für die notwendige Umsetzung des Signalgemisches gemäß der Erfindung in das Normgemäße vollauf rechtfertigen.The method described is particularly suitable for the transmission of television signals to one or several channels or between TV channels that work according to specified standards, as the decreased Frequency bandwidth, especially for transmissions over longer distances, technical relief and result in considerable cost savings that reduce the technical effort required for the Justify the implementation of the signal mixture according to the invention in the standard-compliant.

Bei einer derartigen Anwendung ist es zweckmäßig, die Zeilenzahl pro Bild und die mittlere Abtastdauer eines Bildes etwa gleich der Zeilenzahl pro Bild und der Abtastdauer eines Bildes bei dem für diese Fernsehsender benutzten Verfahren, z. B. 625 Zeilen pro Bild und V₂₅ Sekunde, zu machen.In such an application, it is expedient to set the number of lines per picture and the mean scanning time of an image approximately equal to the number of lines per picture and the scanning time of an image in the method used for this television station, e.g. B. 625 lines per picture and V ₂₅ seconds to make.

Die mittlere Abtastdauer ist durch den Mittelwert der Abtastgeschwindigkeit gegeben und kann daher durch das Zuordnungsgesetz von Abtastgeschwindigkeit und absolutem Wert des Differentialquotienten der Helligkeit nach dem Weg, z. B. durch geeignete Wahl der Konstanten A und B, festgelegt werden.The mean scanning duration is given by the mean value of the scanning speed and can therefore be determined by the allocation law of scanning speed and absolute value of the differential quotient of the brightness according to the path, e.g. B. by suitable choice of the constants A and B can be determined.

Um die Einsparungen an Frequenzbandbreite bei dem Videosignal weitgehend auszunutzen, ist es notwendig, dafür zu sorgen, daß dieser Vorteil nicht durch ein großes Frequenzband für die Übertragung der Synchronisierzeichen wieder teilweise vernichtet wird. Es ist deshalb zweckmäßig, die Zeilen- und Bildsynchronisierzeichen nicht in Form von Rechteckimpulsen, sondern in weniger Frequenzbreite fordernder Form zu verwenden. Als solche ist z. B. eine Glockenform brauchbar. Aus dieser kann dann auf der Empfangsseite in an sich bekannter Weise, z. B. durch zweimalige Differentiation, ein spitzer Impuls abgeleitet werden und zur Synchronisierung dienen.In order to take full advantage of the savings in frequency bandwidth for the video signal, it is necessary to to ensure that this advantage is not due to a large frequency band for transmission the synchronization character is partially destroyed again. It is therefore advisable to use the line and Image synchronization characters are not in the form of square pulses, but rather in a less demanding frequency range Shape to use. As such, e.g. B. a bell shape useful. From this can then on the receiving side in a known manner, for. B. by two differentiation, a sharp impulse can be derived and used for synchronization.

Claims

PA TENTA N S PB Γ C IIE:

1. Method for the electrical transmission of images, in which the scanning takes place line by line and the scanning speed is adapted to the content of the image to be scanned in such a way that each absolute value of the differential quotient of the brightness according to the path in the scanning direction a certain scanning speed is assigned, the assignment being made in the sense that that a large absolute value of the differential quotient corresponds to a small scanning speed, and vice versa, while the amplitude of the signal voltages or currents depends on the brightness of the image to be transmitted depends on the scanning line, characterized in that the Assignment of scanning speed and differential quotient of the brightness according to the path for example according to a logarithmic law of form

υ = A · In -

dHi.e.

-+ B- + B

¹¹ dsds

he follows.

2. The method according to claim 1, characterized in that when it is applied to the transmission of television signals to one or more transmitters or between television transmitters that operate according to a certain television standard, the constants ^ and B are chosen so that the average scanning time of an image approximately equal to the scanning duration of an image for that for this

Television broadcasters used methods, e.g. B. ¹ Z ₂₅ seconds.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the synchronization characters used one for their transmission

ring frequency bandwidth demanding form, z. B. bell shape have.

Documents considered: German Patent No. 739 803.

1 sheet of drawings