DE1911338A1

DE1911338A1 - Multiplexverfahren

Info

Publication number: DE1911338A1
Application number: DE19691911338
Authority: DE
Inventors: Seitzer Ph D Ing Dieter; Closs Dipl-Ing Felix Hugo; Stucki Dipl-Ing Peter
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1968-07-12
Filing date: 1969-03-06
Publication date: 1970-03-12
Also published as: GB1256631A; DE1911338B2; US3647949A; FR2012811A1; FR2012811B1; CH476392A

Description

Multiplexverfahren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Uebertragung von mehreren aus Bildpunkten zweier Helligkeitsgrade bestehenden Bildern zwischen einer Mehrzahl von Abtast- und Empfangsstationen, bei dem mehrere zu übertragende Bilder gleichzeitig abgetastet und dabei dem Bildinhalt entsprechende elektrische Signalfolgen erzeugt werden, die auf Eingangskanäle einer Multiplexeinerichtung gegeben werden, die ausgangsseitig mit einer oder mehreren Uebertragungsleitungen verbunden ist.

Um die zur Informationsübermittlung verwendeten und vor allem bei langen Uebertragungswegen sehr teuren Uebertragungsleitungen, z.B. Atlantikkabel, besser auszunützen, sind sogenannte Multiplexverfahren entwickelt und verwendet worden. Diese Verfahren basieren auf der Erkenntnis, dass der beispielsweise über einen Sprachkanal

009811/0912

übertragene Nachrichtengehalt die Uebertragungskapazilcit bzw. die Bandbreite vor allem von Breitbandübertra gungsleitungen nicht voll ausnutzt. Weiterhin wird'vor allem auch die Tatsache ausgenutzt, dass während des Bestehens einer Verbindung zwischen einer Sende- und einer Empfangsstation nicht ständig Nachrichtensignäle übertragen werden, so z.B. während einer Sprechpause. Wird über die Uebertragungsleitung nur eine Verbindung hergestellt, so bleibt die Leitung für die Dauer der Pausen ungenutzt, während durch die ψ Anwendung von geeigneten Multiplexverfahren eine praktisch hundertprozentige Leitungsbelegung erreicht werden kann.

Einige für die Sprachübermittlung bekannt gewordene Verfahren werden im folgenden angeführt.

Das sogenannte TASI System, das in einem Artikel "Time Assignment Speech Interpolation (TASI)" von C.E.E. Clinch (publiziert in ) "The Post Office Electrical Engineer Journal", 53/1960, part I)

beschrieben wird, wird für Atlantikverbindungen verwendet. Mit Hilfe relativ aufwendiger Schalteinrichtungen können bis zu 72 Verbindungen über 36 Uebertragungsleitungen hergestellt werden. Dies ist möglich, da jeder nur für eine Sprechrichtung benutzte Uebertragungs· kanal höchstens während 50% der gesamten Verbindungszeit ausgenutzt wird. Jeweils bei Sprachbeginn wird durch eine zentrale Steuerungs-

SZ 9-68-

00981^/0912

einrichtung ein Uebertragungsweg durchgeschaltct, der während der tatsächlichen Sprechdauer aufrechterhalten bleibt. Der Aufwand ist hoch und infolge des relativ geringen Kompressionsfaktors (72 : 36 = 2) nur bei sehr teuren Ucbertragungsleitungcn gerechtfertigt. Die während der Zeit des Verbindungsaufbaus (minimal 20 ms) anfallenden Sprachsignale gehen verloren. Es hat sich im praktischen Betrieb jedoch herausgestellt, dass dies die Sprachqualität nicht störend beeinflusst ; für eine Ueberträgung von Bildsignalen, bei der jedes Einzelsignal einen wesentlichen Informationsgehalt besitzt und wo eine Verbindungsumschaltung für jeden einzelnen Bildpunkt erforderlich werden kann, ist ein solches zentralgesteuertes System nicht anwendbar.

Bei dem sogenannten Pulse-Code Modulationsverfahren (PCM) wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass es für eine gute Wiedergabequalität am Empfänger genügt, von einem analogen Signal, beispielsweise einem Sprachsignal, nur in kurzen Zeitabständen abgetastete Augenblickswerte zu übertragen, wenn die Ablastfrequenz mindestens doppelt so hoch ist wie die höchste Sprachfrequenz. Die Bandbreite einer !!übertragungsleitung gestattet es, die meistens binär codierten Augenblickswerte einer Vielzahl von Sprachkanälen gleichzeitig zu übermitteln, indem man die Augenblickswerte aller Kanäle während eines Abtastzeitintervalls nacheinander überträgt. Die Sprachsignalinformation ist im übertragenen Code enthalten, während die Adresse des Empfängers durch die Lage der

009811/0912

BAO ORIGlNAI.

Codezeichen innerhalb eines Zeitintervalls bestimmt ist. Da jeder Verbindung ein bestimmter Zeitabschnitt des Abtastintervalls zugeordnet ist, werden die Sprachpausen bei diesem Verfahren nicht ausgenutzt, sodass die Einsparung an Uebertragungsleitungen begrenzt bleibt.

Ein weiteres Multiplexsystem zur Sprachübertragung wird in dem Artikel "Eine 30-rKanal Multiplexeinrichtung nach dem lagemodulierten Adressencodesystem" von E. Acs und O. Hutter beschrieben, der in "Nachrichtentechnik¹¹ 17, 1967, Seiten 55-58, veröffentlicht wurde. In diesem System, das einem PCM-System im Prinzip sehr ähnlich ist, sind die Rollen von Code und Lage als Informationsträger vertauscht : Die Adresse ist im Code enthalten während die Sprachsignalinformation durch die Lage der Codezeichen bestimmt wird. Die Sprachsignale einer Vielzahl von Eingangskanälen werden mit einem Referenzsignal verglichen, dessen Amplitude während eines Abtastintervalls alle Amplitudenwerte von Null bis zum möglichen Maximal-• wert durchläuft. Jeweils bei Uebereinstimmung von Sprach- und Referenzsignal wird die Adresse des betreffenden Eingangskanals übertragen. Bei gleichem Amplitudenwert zweier oder mehrerer Sprachsignale wird das Signal nur eines Kanals in Form der Kanaladresse sofort übertragen ; die anderen Signale werden verzögert unter Inkaufnahme einer Amplitudenverfälschung übermittelt. Dieses Ver-

00981 1/0912

SZ 9-68-007 - 4 -

fahren ist bei den relativ niedrigen Sprachfrequenzen anwendbar, w&re für die Uebertragung beispielsweise von Fernsehbildern infolge der. hohen erforderlichen Bandbreite der Uebertragungsleitung beim heutigen Stand der Technik in der beschriebenen Form nicht ausführbar. Mit diesem System können die Sprachpausen ausgenutzt werden_;und man erhält eine relativ gute Sprachübertragungsqualtität, da für die Vielzahl von Sprechern praktisch mit einer statistischen Sprachamplitudenverteilung gerechnet werden kann; eine Voraussetzung, die bei der Bildübertragung von beispielsweise Schwar7/^Veiss-Dokumenten normalerweise nicht gegeben ist.

Die bisher beschriebenen Systeme sind für Bildübe rtragungsmultiplexverfahren aus den angeführten Gründen nicht oder nur mit relativ

f
geringem Vorteil, d.h. niedrigem Kompressionsfaktor, anwendbar.

Für die Uebertragung von Bildsignalen wurden Verfahren bekannt, die als "run length¹¹-Verfahren bezeichnet werden, bei denen den Abstand beispielsweise zweier schwarzer Bildpunkte bestimmende Codesignale übertragen werden. Ein solches Verfahren wurde von C. Cherry et al in dem Artikel "An Experimental Study of the Possible Bandwidth Compression of Visual Image Signals" beschrieben (publiziert in Proceedings IEEE November 1963, Seiten 1507 - 1517). Solche

SZ 9-68-007 - 5 -

009811/0912

1911336-

Verfahren nutzen die Tatsache aus, dass eine Druckseite z.B. 'nur etwa 10% schwarze Bildpunkte aufweist, die die eigentliche Information beinhalten. Die Uebertragung der Weisswerte ist also unnötig. Eine Kompression wird dadurch erreicht,- dass jeweils nur den Abstand nacheinander abgetasteter schwarzer Bildpunkte bestimmende Codesignale übertragen werden. Die erforderliche Bandbreite wird reduziert indem die Codesignale in zeitlich gleichen Abständen übertragen werden. Empfangsseitig wird dadurch eine Zeitkorrektur erforderlich, die einen erheblichen Aufwand an Zwischenspeichern mit eich bringt.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Uebertragung von aus' Bildpunkten zweier Helligkeitsgrade bestehenden Bildern basiert auf einem Multiplexverfahren, bei dem die "Bildpausen" ausgenutzt werden. Darüberhinaus ist bei diesem Verfahren eine weitere Erhöhung der Zahl der über eine Uebertragungsleitung zu. übertragenden Bildkanäle möglich, da man bestimmte Eigenschaften des die .empfangenen Bilder betrachtenden Auges ausnutzen kann. Hierdurch ist eine wesentliche Herabsetzung der z.B. bei konventionellen Fernsehübertragungen üblichen Bildwiederholungsfrequenz von 30 Bildern ' pro Sekunde möglich^ohne eine wesentliche Verschlechterung der Qualität der empfangenen Bilder in Kauf nehmen zu müssen.

009811/0912
- 6 -

Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Bildübertragung anzugeben, das eine hohe Ausnutzung der verwendeten Uebertragungsleitungen gewährleistet.

Darüberhinaus soll das Verfahren mit geringem Aufwand an Schaltungseinrichtungen durchführbar sein, ohne Zeitverluste beim Aufbau der Verbindungen in Kauf nehmen zu müssen, wodurch eine Vcrbindungsumschaltung für jeden einzelnen Bildpunkt ermöglicht wird.

Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist es^ein Verfahren anzugeben, bei dem die aus der gleichzeitigen Uebertragung mehrerer Bildsignalfolgen resultierenden Fehler so gering sind, dass sie die Qualität der empfangenen Bilder nicht wesentlich beeinträchtigen.

Ferner soll das Verfahren die Möglichkeit bieten, durch geeignete Bildabtastverfahren wenigstens angenähert eine statistische Verteilung der zu übertragenden Bildpunktsignale zu erzielen und die Bildabtastfrequenz ohne wesentliche Qualitätsminderung herabzusetzen. ' ■

Diese Aufgabenstellung wird gemäss der Erfindung gelöst durch ein Uebertragungsverfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Multiplexeinrichtung beim Eintreffen der jeweils einem Bildpunkt entsprechenden Einzelsignale der ihr zugeführten Signalfolgen ein die

00981 1/0912

Adresse einer dem betreffenden Eingangskanal zugeordneten Empfangsstation kennzeichnendes Signal erzeugt und einer Uebertragungsleitung zuführt, dass beim gleichzeitigen Auftreten mehrerer Einzelsignale durch eine Prioritiitsschaltung einee der Einzelsignale zur Uebertragung ausgewählt wird und dass die Verbindungswege zu den Empfangsstationen von den Adressensignalen über logische Schaltungen direkt durchgeschaltet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen :

Fig. 1 ein Uebersichtsschema eines Uebertragungssystems,

das mit dem erfindungsgemäsaen Verfahren betrieben

werden kann ;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise des

_k ■ erfindungsgemässen Verfahrens ;

Fig. 3 das Blockschaltbild der in Fig. Γ gezeigten Codier- und

Multiplexschaltung ;
Fig. 4 den detaillierten Aufbau der im Blockschaltbild der Fig.

gezeigten Codier- und Multiplexschaltung ; Fig. 5 den Aufbau der in Fig. 1 gezeigten Adress-Decodierungs-

schaltung ;

00981 1/0912

SZ 9-68-007 - 8 -

Fig. 6a eine schematische Darstellung eines Pseudo-Zufalls-

bildabtastverfahrens ;
Fig. 6b . eine Darstellung der Reihenfolge, in der die Bildpunkte

bei dem in Fig. 6a gezeigten Pseudo-Zufallsbildabtast-

verfahren abgetastet werden können.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Nachrichtenübertragungsanlage, die mit dem erfindungsgemässen Verfahren betrieben werden kann. Sie eignet sich in erster Linie zur Uebertragung von Bildvorlagen, wobei in dem Begriff "Bild" unter anderem auch Schriftseiten, gedruckt, hand- oder maschinengeschrieben, sowie beispielsweise Maschinen- . zeichnungen einzubeziehen sind. Voraussetzung ist, dass das zu übertragende Bild aus Bildpunkten von nur zwei verschiedenen Helligkeitsgraden besteht, beispielsweise also schwarze Schrift auf weissem Grund aufweist.

Die gezeigte Anlage weist sieben Abtaststationcn 10-1 bis 10-7 auf, .die über Eingangsleitungen 11 mit einer Codier-und Multiplexschaltung 12 verbunden sind. Von hier werden die eingehenden Signale aller Abtaststationen über eine Uebertragungsleitung 13, die beispielsweise aus einem Kabel, in anderen Ausführungsbeispielen aber auch aus einer drahtlosen Verbindung bestehen kann, zur Adress-Decodierungsschaltung 14 gegeben, die die ankommenden Signale den Empfangs-

009811/0912
- 9 -

Stationen 16-1 bis 16-7 über Teilnehmerleitungen 15 zuführt. Bei dem im weiteren näher zu beschreibenden System wird der . Einfachheit halber eine teste Zuordnung von jeweils einer Abtaststation mit einer Empfangsstation "angenommen, d.h. die von der Abtaststation 10-1 gelieferten Signale werden immer der Empfangsstation 16-1 zugeführt, die der Abtaststation 10-2 der Empfangsstation 16-2, usw. Durch Einsatz aufwendigerer Vermittlungsschaltungen w&re auch eine wahlweise Zuordnung möglich, jedoch kann das erfindungsgemässe Verfahren auch anhand des einfachen Systems beschrieben werden.

Die Abtaststationen bestehen jeweils aus einer Fernsehkamera, die das zu übertragende Bild in der einfachsten Ausführung der Anlage im normalen Zeilenrasterverfahren abtastet sowie aus einer Abtastschaltung, die die von der Kamera erzeugten kontinuierlichen Signalfolgen mit einer Frequenz abtastet, die mindestens doppelt so hoch ist wie die höchste in den Signalfolgcn enthaltene Frequenz. •Von den abgetasteten Augenblickswerten werden nur die unter einem bestimmten Schwellwert liegenden, schwarzen Bildpunkten entsprechenden, nach Umwandlung in einen positiven Eins-Impuls der der Abtäststation zugeordneten Eingangsleitung zugeführt. Eine detailliertere Schaltungsbeschreibung der Abtastschaltung wird hier nicht gegeben, da solche Schaltungen dem Fachmann hinreichend bekannt sind»

009811/0912
- ίο -

Die Eins-Signalfolgen aller Abtaslstationen 10-1 bis 10-7 werden, wie im weiteren anhand der Fig. 2 im Prinzip erläutert wird, codiert und mit Hilfe einer Multiplexschaltung 12 der gemeinsamen Uebertragungsleitung 13 zugeführt, wobei für jedes übertragene Eins-Signal anstelle dieses Signals die binär codierte Adresse der zugehörigen Empfangsstation übermittelt wird. Diese Adressensignale werden in der .Adress-Decodierungsschaltung 14 decodiert und der entsprechenden Empfangsstation .in Form eines einfachen Eins-Signals zugeführt. Die Empfangsstationen bestehen jeweils aus einem konventionellen Fernsehempfänger, auf dem sich aus der Gesamtheit der während einer Bildabtastung übertragenen Eins-Signale das an der entsprechenden Abtaststation vorliegende Bild zusammensetzt. Voraussetzung ist, dass sämtliche im System verwendeten Fernsehkameras sowie die Empfangsgeräte synchron arbeiten, d.h. die Bild- und auch die Zeilenabtastungen jeweils zum genau gleichen Zeitpunkt beginnen. Da solche Synchronisationsmöglichkeiten dem Fachmann bekannt sind, werden die erforderlichen Schaltungen nicht näher beschrieben. Ein Bildanfangssignal .kann beispielsweise in Form einer vorgegebenen Impulsfolge, die von einem Taktgenerator für das ganze System geliefert wird, an alle Abtast- und Empfangs stat ionen gegeben werden, wobei die gemeinsame Uebertragungsleitung Verwendung finden kann. Die genaue Zeilen- und Bildpunktsynchronisation kann durch einen geeigneten Signalübertragungscode gewährleistet werden, beispielsweise durch Verwendung des in Fig.

0098 11/09 12

- - SAD

-α-

durch die mit 17 gekennzeichnete Signalfolge dargestellten Codierungsprinzips, bei dem Null- und Eins-Signale jeweils durch eine Sinusp*eriode übertragen werden. Das Eins-Signal unterscheidet sich hierbei vom Null-Signal durch die Phasenlage der Sinuswelle.

In Fig. 2 ist schematisch das beim erfindungsgemässen Verfahren verwendete Codierungs- und Multiplexprinzip dargestellt, wobei wiederum das in Fig. 1 dargestellte Uebertragungssystem zugrunde gelegt wurde. Der Uebersichtlichkeit halber sind entsprechende Schaltungseinrichtungen in allen Zeichnungen der vorliegenden Erfindungsbeschreibung mit gleichen Ueberweisungszeichen versehen.

Mit 10-1 bis 10-7 sind wiederum die Abtaststationen bezeichnet worden, deren Eins-Signale auf die Eingangsleitungen 11-1 bis 11-7 gegeben werden. In der gitterähnlichen Darstellung der Fig. 2 sind für jede der Eingangsleitungen 11-1 bis 11-7 für fünf aufeinanderfolgende Abtastzeitintervalle T bis T beispielsweise angenommene Eins-Signalfolgen gezeigt. Jedes Zeitintervall T entspricht einem Abtastintervall. Die Signale werden parallel der Codier- und Multiplexschaltung 12 zugeiührt, deren Arbeitsweise anhand des gewühlten Beispiels erläutert wird. Während jedes Zeitintervalls T werden gesteuert durch Impulse eines das System synchronisierenden Taktgenerators alle Eingangsleitungen abgefragt. Wird auf einer dieser Leitungen ein Eins-Signal

009811/0912

SZ 9-68-007 - 12 - SAD ORIGINAL

festgestellt, so wird dieses Signal in ein biniir-codiertes Adressensignal umgeformt und der Uebertragungsleitung 13 zugeführt. Während eines Zeitintervalls T kann jeweils nur ein Adressensignal übertragen werden. Es können im Prinzip drei verschiedene Fälle auftreten:

1. Auf keiner der Eingangsleitungen 11 ist ein Eins-Signal vorhanden.

In diesem Fall wird keine Adresse bzw. die Adresse Null übertragen.

2. Auf nur einer Eingangsleitung ist ein Eins-Signal vorhanden. Die Binäradresse der betreffenden Empfangsstation, die im Beispiel der der Abtaststation entspricht, wird gebildet und über die Leitung 13 übertragen. Zum Beispiel lautet die Binäradresse der Station 16-5 (Fig. 1) 1 0 1.

3. Eins-Signale sind auf mehr als einer der Eingangsleitungen 11 vorhanden. In diesem Fall wird nur eines der eintreffenden Eins-Signale nach· erfolgter Adressbildung über die Leitung 13 übertragen. Die restlichen gleichzeitig auftretenden Eins-Signale werden unterdrückt.

In der unteren Hälfte der Fig. 2 sind die auf die Uebertragungsleitung gegebenen Adressensignale schematisch gezeigt, die entsprechend den in den Zeitintervallen T bis T eintreffenden Abtastsignalen an der Schaltung· 12 gebildet werden. Hierbei ist zu beachten, tiass die

00981 1 /0912

- 13 -

-N-

angedeuteten Signale dem einfachen Adressen-Binärcode entsprechen ; es wird bei dieser Darstellung vernachlässigt, dass für die Synchronisation des Systems gegebenenfalls eine andere Uebertragungsform wie sie beispielsweise durch die Kurve 17 in Fig. 1 gezeigt wurde, erforderlich ist.

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, dass für die in den Z_ejtintervallen T , T , T und T_ abgetasteten Signale eine fehlerfreie Uebertragung gewährleistet ist, während von den im Zeitintervall T . auftretenden beiden Eins-Signalen (von den Abtaststationen 10-3 und 10-4) nur ein Signal übertragen wird und zwar im gezeigten Beispiel das Signal der Station 10-3. Das von der Station 10-4 gelieferte Signal wird unterdrückt, wodurch sich im in der Empfangsstation 16-4 erzeugten Bild ein Fehler ergibt, indem an dem dem eitintervall T entsprechenden Bildpunkt ein weisser Bildpunkt anstelle eines schwarzen Punktes entsteht.

Anhand der Fig. 3 und Fig. 4 wird die Codier- und Multiplexschaltung .12 sowie deren Arbeitsweise näher beschrieben, wobei auch die in Fall 3 (gleichzeitiges Eintreten von Eins-Signalen auf mehreren Eingangsleitungen) erforderliche Auswahl des gemäss einem Prioritätsschema zu übertragenden Signals erläutert wird.

SZ 9-68-007*ν-ΐ-·;ί;^ί> .''■'■■'■ - 14 -

009811/09 12

Fig. 3 zeigt das Blockschallbild di:r in Fig. 1 mit der Ueberweisungszahl 12 bezeichneten Codier- und Multiplexschaltung. Die dargestellte Einrichtung besitzt sieben Eingänge Ibis 7, die mit den von sieben Abtaststationen 10-1 bis 10-7 kommenden Eingangaleitungen 11-1 biß 11-7 verbunden sindt Jeweils zwei Eingänge sind in Stufe 1 der Schaltung mit einer der logischen Schaltungen 31-11, 31-12 oder 31-13 verbunden, die unter Steuerung einer'durch Taktgeberimpulse (Eingang A) geschalteten Flip-Flop Schaltung 30-1 bei Vorhandensein eines Eins-Signals auf wenigstens einem der beiden Eingänge ein Eins-Signal sowie die binäre Adresse einer ein Eins-Signal liefernden Abtaststation abgibt. Beim gleichzeitigen Auftreten von zwei Eins-Signalen bestimmt die mit der logischen Schaltung verbundene Flip-Flop Schaltung welches der beiden Signale weitergeleitet wird. Soinit liefert Schaltung 31-11 ein Ausgangssignal, das zur zweiten Stufe weitergeleitet wird, wenn einem oder beiden Eingängen 1 und 2 ein Eins-Signal zugeführt wird. Entsprechendes gilt für die Schaltung 31-12 und die Eingänge 3 und sowie für Schaltung 31-13 und die Eingänge 5 und 6. Eingang 7 wird in der Stufe 1 direkt durchgeschaltet. Es wurde ein Beispiel mit sieben Abtaststationen gewählt, indem somit sieben verschiedene Adressen übertragen werden müssen. Dies ist mit den Binarzahlen 00 1 bis 111, d.h. mit drei Bitpositionen möglich. Die achte mit drei Bitpositionen mögliche Binärzahl wäre 00 0 ; diese Adresse ist jedoch schlecht anwendbar, da dieses Signal dem Null-Signal auf der gemeinsamen Uebertragungsleitung entspricht.

009811/0912 _βΑ0

SZ 9-68-007 - 15 -

In Stufe 2 werden in den Schaltungen 31-21 und 31-22 die gleichen logischen Operationen ausgeführt, d.h. Schaltung 31-21 erzeugt ein Adressensignal wenn Schaltung 31-11 oder 31-12 ein Ausgangssignal liefert. Das entsprechende gilt für Schaltung 31-22 und die Schaltung 31-13 sowie den Eingang 7. Die Flip-Flop Schaltung 30-2 dient wiederum dazu eine Auswahl aus gegebenenfalls gleichzeitig auftretenden Signalen zu treffen. Liefern also beispielsweise Schaltungen 31-11 und 31-12 in einem Zeitintervall T ein Eins-Signal, so wird eines dieser Signale in der Schaltung 31-21 unterdrückt. Auch Stufe 3 führt wiederum die gleichen logischen Operationen aus, so dass Schaltung 31-31 eine dreistellige Binäradresse liefert, wenn ein Eins-Signal an einem der Eingänge 1 bis 7 der gesamten Codier- und Multiplexschaltung erscheint. Da die drei Bits der Adresse parallel, d.h. zeitlich gleichzeitig auftreten, die Leitung 13 jedoch nicht mehrere Signale gleichzeitig übertragen kann, ist eine Umwandlung Parallel/Serie erforderlich. Hierfür ist die Schaltung 32 vorgesehen.

In Fig. 4 sind die wesentlichen Schaltglieder der in Fig. 3 gezeigten Blockschaltung im einzelnen dargestellt. Da sämtliche Schaltungen 31 der Fig, 3 sowie deren Verbindungen praktisch identisch sind, wird in Fig. 4 nur der Aufbau und das Zusammenwirken der Schaltungen 31 -11 31-12 und 31-21 gezeigt. Auch der Parallel/Seric-Umsetzer wird nicht näher beschrieben, da solch· Schaltungen dem Fachmann bekannt sind.

00981T/0912

SZ 9-68-007 - 16 -

Zunächst folgt die Beschreibung der gestrichelt umrahmten und mit 31-11 bezeichneten logischen Schaltanordnung. Sie besteht aus den UND-Schaltungen 40-1, 41-1 und 42-1 ; ferner aus zwei Inhibitionsschaltungen 43-1 und 44-1, die die Funktion y = χ χ ausführen, d.h. ein Ausgangssignal liefern , wenn der in der ' Zeichnung mit einem Punkt versehene Eingang χ auf Nullpotential liegt während der zweite Eingang χ positives Potential aufweist. Da'rüberhinaus dient eine ODER-Schaltung 45-1 als Verbindung zur Stufe 2, d.h. zur Schaltung 31-21. Das Register 46-1 besteht aus drei binären Stufen und dient zur Bildung und Aufnahme der binär verschlüsselten Adresse entweder der mit dem Eingang 1 verbundenen Abtaststation 10-1 oder der mit dem Eingang 2 verbundenen Abtaststation 10-2.

iQ Wirkungsweise der Schaltung wird im folgenden anhand der möglichen Eingangssignalkombinationen beschrieben, wobei ein Eins-Sign al einem positiven Potential entspricht, ein Null-Signal dem Potential 0.

Eingang 1 = 0, Eingang 2 = 0.

Die x- Eingänge beider Schaltungen 43-1 und 44-1 liegen auf Null- Potential und daher auch der Axisgang dieser Schaltung." Damit bleibt auch der Ausgang der ODER-Schaltung 45-1 auf Null-Potential und das

009811/09 12

BAD ORiGItQAL

zu Beginn des botrachtelen Zcitintcrvalls T durch einen Taktimpuls auf Null zurückgestellte Adressenregister 46-1 bleibt unverändert.

Eingang 1=1; Eingang 2=0.

Da nur an einem Eingang der UND-Schaltung 40-1 positives Potential liegt, bleibt diese Schaltung sowie die UND-Schaltungen 41-1 und 42-1 gesperrt. Damit liegen an den Eingängen der Inhibitionsschaitung 43-1 die Potentiale χ = 0 (χ = 1) und xsl, d.h. die Schaltung liefert ein. positives Ausgangssignal. Schaltung.44-1 liefert kein Ausgangssignal, da ihr Eingang χ auf Null-Potential liegt. Am Ausgang der ODER-

Schaltung 45-1 erscheint ein positives Signal und die Stufe 2 des Registers 46-1 wird umgeschaltet, womit der im Register gespeicherte Wert der Adresse 00 1 der Eingangsleitung 1 entspricht.

Eingang 1=0; Eingang 2 = 1

Entsprechend der vorhergehend beschriebenen Situation erscheint ein positives Signal am Ausgang der Schaltung 44-1, während der Ausgang der Schaltung 43-1 auf Null-Potential bleibt. Der Ausgang der ODER-Schaltung 45-1 wird wiederum positiv, während Stufe 2 des Registers 46-1 umgeschaltet wird und das Register somit die Binäradresse 0 10 des Eingangs 2 enthält.

0 0 9 811/0912 ^{SAD 0R!GiNAL}

SZ 9-68-007 - 18 -

Eingang 1=1; Eingang 2=1

Da beide Eingänge der UND-Schaltung 40-1 positiv sind, liefert diese Schaltung ein positives Ausgangssignal, das jeweils einem Eingang der UND-Schaltungen 41-1 und 42-1 zugeführt wird. Abhangig von der Einstellung der Flip-Flop Schaltung 30-1, d.h. davon, ob deren Ausgang A oder A_ positiv ist, erhält eine der UND-Schaltungen 42-1 oder 41-1 zwei positive Eingangssignale. Die Schaltung mit zwei positiven Eingangen sperrt mit ihrem positiven Ausgangssignal die nachfolgende Schaltung 43-1 bzw. 44-1, da χ =1 und somit χ = Liegt also der Flip-Flop Ausgang A auf positivem Potential, so bleibt Schaltung 44-1 gesperrt und Schaltung 43-1 liefert ein poeitive· Ausgangssignal, das durch die ODER-Schaltung 45-1 weitergeleitet wird und im Register 46-1 die binäre Adresse 00 1 des Eingangs speichert. Ist hingegen Ausgang A der Flip-Flop Schaltung positiv, so wird die Adresse 0 10 des Eingangs 2 gespeichert.

Die bei gleichzeitigem Auftreten von Eins-Signalen auf beiden Eingangslcitungen erforderliche Auswahl des zu über tragenden Signals wird durch die Flip-Flop Schaltung 30-1 bestimmt. Im beschriebenen System wird die Flip-Flop Schaltung 30-1 mit jedem Impuls des die Abtastintervalle bestimmenden Taktgenerators geschaltet. Diese Taktimpulse werden beiden Eingängen des Flip-Flops 3Θ-1 zugeführt,

009811/0912 _

9ÄD ORIGINAL

wodurch dieses Flip-Flop mit jedem Impuls umgeschaltet wird. Flip-Flop Schaltung 30-2, die die Stufe 2 steuert, wird mit der halben Frequenz geschaltet, d.h. jedesmal wenn der Ausgang A vom Flip-Flop 30-1 positiv wird. Durch diese Anordnung wird eine . abwechselnde Prioritätszuteilung für die einzelnen Eingangsleitungen erreicht, woraus eine verbesserte Empfängerbildqualität resultiert. Werden z.B. in einem ungünstigen Fall von den beiden Abtaststationen 10-1 und 10-2 bei horizontaler Zeilenabtastung gleichzeitig zwei horizontale schwarze Linien abgetastet, deren Länge sechs Zeitintervallen entspricht, so ist die Signalfolge auf beiden Eingängen 1 und 2 111111. Bei einer fest zugeordneten Priorität würde dann beispielsweise dem Empfänger 16-1 die fehlerlose Signalfolge 111111 zugeführt, dem Empfänger 16-2 hingegen die Folge 000000, d.h. hier würde der Strich fehlen. Bei wechselnder Priorität hingegen erhalten die Empfänger die Signalfolgen 10 10 10 bzw. 0 10 10 1, was eine verbesserte Bildwiedergabe ergibt.

Die nachfolgende Tabelle 1 veranschaulicht die Steuerwirkung der Flip-Flop Schaltungen 30-1 und 30-2, von denen die letztere mit der halben Frequenz umgeschaltet wird. Als Beispiel wurde der ungünstige Fall gewählt, bei dem allen Eingängen 1 bis 4 während vier aufeinanderfolgenden Zeitintervallen Τ_χ bis T₄ jeweils ein Eins-Signal zugeführt wird. Diese Eins-Signale sind in der Tabelle durch die jeweilige Eingangsnummer gekennzeichnet.

009811/0912

- 20 -

-U-

Zeitintervalle

Flip-Flop Ausgang mit

Eins-Eingang s signale
an den Eingängen

Ausgangssignal der
Stufe 1

Ausgangssignal der
Stufe 2

Tabelle 1

t 30-1	*^Αι*	^Α ₂	^Α!	^Α2
30-2	*^Αι*	A	^Α2	^Α2
1 2 3	1 2 3	• 1 ³	1 2 ³	I ¹ 2 j i 3
4	4	⁴	⁴	⁴!
31-11	1	2	1	2
31-12	3		3	4
31-21	1	²	3	4

Aus der letzten Zeile der Tabelle ist ersichtlich, dass bei dem erläuterten Verfahren der Flip-Flop-Umschaltung während der vier betrachteten Zeitintervalle von jedem Eingang jeweils ein ,Eins-Signal zur Uebertragung gelangt.

Bisher wurden die Uebertragungsvorgänge bei einer einmaligen Abtastung und Wiedergabe der Bilder betrachtet. Für stehende Bilder ist jedoch eine oftmalige Wiederholung möglich und eine erhebliche Qualitätsverbesserung kann dadurch erreicht^werden, dass beispielsweise während de:* zweiten Bildabtastung die Priorität

0098 Ί1/0912

- 21 -

in entsprechenden Zeitintervallen anderen Eingängen zugeteilt . werden als während des ersten Abtastvorganges. Dies lässt sich bei der beschriebenen Anordnung dadurch erreichen, dass man die zu Beginn einer Bildabtastung vorhandene Ausgangsstellung der Flip-Flop Schaltungen variiert. Bei einer ungeraden Gesamtzahl aller für die Abtastung eines Bildes erforderlichen Zeitintervalle erfolgt dies automatisch ; bei einer geraden Anzahl ist diese Prioritätsänderung beispielsweise durch Zuführung eines zusätzlichen Taktimpulses zum Flip-Flop 30-1 möglich. Damit ergäben sich für das bereits beschriebene Beispiel der Uebertragung von zwei horizontalen Strichen über die Eingänge 1 und 2 für den Empfänger 16-1 für zwei aufeinanderfolgende Abtastzyklen die Signalfolgen 10 10 10 und 010101 und entsprechend die umgekehrten Folgen für den Empfänger 16-2. Durch die Ueberlagerung dieser Signalfolgen entsteht am Empfänger für das Auge des Betrachters ein Bild von guter Qualität_o ■

Für Systeme mit extrem hohen Qualitätsansprüchen kann eine weitere Verbesserung erzielt werden, indem man die beschriebene Arbeitsweise der Flip-Flop Schaltungen ändert und den Eingängen die Priorität in einer Pseudo-Zufallsreihenfolge zuteilt. Dies kann durch sogenannte Pseudo-Zufallsimpulsfolgen erfolgen, die entweder zur Umschaltung der Flip-Flop Schaltungen oder zur direkten Steuerung der die Priorität bestimmenden Schaltglieder (beispielsweise die UND-Schaltungen 41-1

009811/0912

- 22 -

und 42-1) verwendet werden. Die Erzeugung solcher Impulsfolgen wurde von F. Golomb im Buch "Digital Communications" (Prentice-Hall Inc. , Seiten 7 bis 11) beschrieben und wird hier daher nicht im einzelnen erläutert.

Im vorangegangenen wurde anhand der Fig. 4 die Arbeitsweise der Schaltung 31-11 beschrieben, die entsprechend den an den Eingängen 1 und 2 eintreffenden Signalen am Ausgang der ODER-Schaltung 45-1 ein Signal für nachgeschaltete Schaltungen sowie die Adresse eines auf positivem Potential liegenden Eingangs im Register 46-1 bereitstellt.

Die ebenfalls gestrichelt umrandete Schaltungsanordnung 31-12 bewirkt die gleiche Funktion für die Eingänge 3 und 4, deren Schaltungsanordnung 31-21 als Eingang die Ausgangssignale der ODER-Schaltungen 45-1 und 45-2 erhält und wiederum die gleiche Funktion erfüllt. Damit liefert die ODER-Schaltung 45-3 ein positives Ausgangs signal _f wenn an einem der Eingänge 1,2,3 oder 4 ein positives Eins-Signal auftritt. Auch die Schaltung 31-21 weist ein Adressregister 46-3 auf, das die Adresse des Eingangs speichert, dessen Eins-Signal zum Empfänger übertragen wird. Diese Adresse wird in das Register 46-3 eingegeben, indem man eine der in den Registern 46-1 bzw. 4ό-2 enthaltenen Adressen über die UND-Schaltungen 47a, 47b und 47c bzw. 48a, 48b und 48c und über die ODER-Schaltungen 49a, 49b und 49c

009811/0912

- 23 -

in das Register 46-3 überführt. Die für die genannten UND-Schaltungen erforderlichen Steuerimpulse werden an den Ausgängen der Inhibitions schaltungen 43-3 bzw. 44-3 entnommen. Jenachdem ob das zu übertragende Signal an den Eingängen 1 oder 2 bzw. 3 oder 4 auftritt, ist das Ausgangspotential der Schaltungen 43-3 bzw. 44-3 positiv. Das positive Signal öffnet die jeweils angeschlossenen drei UND-Schaltungen 47a, 47b und 47c bzw. 48a, 48b und 48c für die Uebertragung der Eins-Werte aus den Registern 46-1 bzw. 46-2 in entsprechende Registerstufen des Registers 46-3.

Die Ausgänge der Schaltungsanordnung 31-21, d.h. der Ausgang der ODER-Schaltung 45-3 sowie die Ausgänge der Stufen des Registers 46-3 , werden mit den Eingängen der Schaltung 31-31 der Stufe 3 (Fig. 3) verbunden. In dieser Stufe erfolgt die Verknüpfung mit den Ausgängen der aus den Schaltungen 31-12, 31-13 und 31-22 bestehenden Schaltanordnung, die mit der in Fig. 4 gezeigten praktisch identisch ist und die Eingänge 5, 6 und 7 zusammenführt. Die logische Schaltung der Stufe 3 ist identisch mit der Schaltung 31-21 und liefert das gewünschte Adressensignal das nach erfolgter Umsetzung in einen Seriencode auf die Uebertragungsleitung 13 gegeben wird.

Die in Fig. 4 gezeigte Schaltung enthält ebenso wie die im folgenden zu beschreibende Fig. 5 aus Gründen der Uebersichtlichkeit nur die zum Verständnis der logischen Arbeitsvorgänge erforderlichen Schalt-

009811/0912

SZ V-68-007 - 24 -

glieder und Verbindungen. Die zur Gewährung eines zeitlich korrekten Ablaufs erforderlichen Kontrolleitungcn und -schaltungen sowie einige Verriegelungsschaltungen wurden weggelassen. Ihre Ausführung bietet für den Fachmann keine Schwierigkeiten. Prinzipiell durchlaufen die Eins-Signale während eines durch den Taktgenerator bestimmten Zeitintervalls T je eine Stufe der Codier- und Multiplexschaltung. Die dadurch hervorgerufene Verzögerung beeinträchtigt die Uebertragungsgeschwindigkeit des Systems nicht, da sie nur eine für alle zu übertragenden Signale gleiche, sehr geringe Verzögerung ergibt.

Fig. 5 zeigt das Prinzipschaltbild der Adress-Decodierschaltung, die in Fig. 5 mit 14 bezeichnet ist. Diese Schaltung erhält über die gemeinsame" Uebertragungsleitung 13 jeweils die binär-codierte Adresse des Empfängers, an den ein Eins-Signal weiterzuleiten ist. Im beschriebenen Beispiel weist das Uebertragungssystem sieben Abtaststationen und entsprechend sieben Empfangsstationen auf, die an die in Fig. 5 gezeigten Ausgangsleitungen 15-1 bis 15-7 angeschlossen sind. Beim Eingang eines während eines Zeitintervalls T auftretenden 3-Bit Adressensignals auf Leitung 13 muss die Schaltung ein Eins-Signal auf die der Adresse entsprechende Ausgangsleitung 15 abgeben.

00981 1/0912

- 25 -

In Fig. 5 ist mit 50 ein elektronischer Schalter dargestellt, der, geschaltet durch Taktimpulse', eingehende Signale entweder über seinen Ausgang B einem Register 51 oder über den Ausgang B^ einem Register 52 zuführt. Die beiden Register sind dreistufige Schieberegister, in die jeweils während eines Zeitintervalls T eine 3-Bit Adresse eingespeichert werden kann. Die Registerstufen sind über ODER-Schaltungen 53a, 53b und 53c mit den Eingangen der eigentlichen Decodierungsschiiitung 54 verbunden, die entsprechend dem ihr zugeführten 3-Bit Binärcode ein Ausgangssignal auf die diesem Code entsprechende Ausgangsleitung 15 gibt. Mit 55 ist eine Flip-Flop Schaltung bezeichnet, die von Taktimpulson umgeschaltet wird= Beim Umschalten liefert diese Schaltung jeweils auf einen der Ausgänge A bzw. A ein Steuersignal, das zur Null-Rückstellung der angeschlossenen Register 51 bzw. 52 dient. Bei der Rückstellung von Eins auf Null liefert jede Registerstufe einen Ausgangsimpuls an die zugehörige ODER-Schaltung 53. Ist eine Registerstufe beim Eintreffen des Rückstellimpulses bereits in der Nullstellung, so wird kein Impuls abgegeben.

Zu Beginn eines Zeitintervalls T wird der Schalter 50 beispielsweise in Stellung B gebracht, sodass nachfolgend eintreffende Adressen-Impulse , z.B. 10 1 , in das Register 51 eingespeichert werden. Mit dem nächstfolgenden Taktimpuls wird der Schalter 50 in die Stellung

00981 1/0912

SZ 9-68-007 - 26 -

umgeschaltet und die Flip-Flop Schaltung 55 in die Lage geschaltet, in der ein Steuerimpuls auf Ausgang A gegeben wird. Dieser Inipuls löscht die Stufen 1 und 3 des Registers (Stufe 2 befindet sich noch in der Null-Sleilur.,;), die ihrerseits Impulse an die ODER-Schaltungen 53a und 53c abgeben. Sie durchlaufen die ODER-Schaltungen und werden im Decoder 54 decodiert, der einen Ausgangsimpuls auf die Leitung 15-5 gibt, die zum Empfänger 16-5 führt. Gleichzeitig mit der Registerlöschung und Decodierung werden die nächsten drei Adressenbits in das Register 52 eingespeichert. Mit dein nächsten Taktimpuls wird der Schalter 50 wiederum in Stellung B. gebracht und der von der umgeschalteten Flip-Flop Schaltung auf die mit dessen Ausgang A verbundene Leitung gegebene Impuls leitet die Uebertragung der im Register 52 gespeicherten zweiten Adresse zum Decoder ein. Diese Vorgarne werden^gesteuert durch Taktimpulse, für die Dauer der Uebertragung fortgesetzt.

Das erfindungsgemässe Verfahren, das durch Kompression zu übertragender Informationen eine bessere Ausnutzung der Bandbreite von Uebcrtragungsleitungon ermöglicht, beruht auf der Erkenntnis, dass es beispielsweise bei der Uebertragung von schwarz-weiss Bildern genügt, die Schwarzwerte zu übertragen und die Weissworte unberücksichtigt zu lassen. Da vor allem bei der Uebertragung von Schriftseitcn , die gedruckt oder mit einer Schreibmaschine geschrieben sein können,

SZ 9-6S-007 - 27 -

009811/0912

der gesamte Schwarzanteil relativ gering ist, lässt sich mit diesem Verfahren ein erheblicher Kompressionsfaktor erzielen.

Geht man davon aus, dass auf einer Schriftseite nur etwa — = 10% der Gesamtbildfläche schwarz ist, so ist der mit dem beschriebenen Verfahren erreichbare Kompressionsfaktor

^cs " £d k

. mit : Cd k =' logarithmus duatis des Faktors k.

Im Zähler steht der Wert k - l.da, wie bereits gezeigt, die Adresse Null vermieden wird. Da für jeden schwarzen Bildpunkt die binär codierte Adresse der Empfangsstation übertragen wird, ist dieser Zählerwert durch die Anzahl der für die Adressenübertragung erforderlichen Bits, d.h. durch den Wert £dk zu dividieren. Für k = 8 ergibt sich aus Gleichung (1) ein Kompressionsfaktor von

Eine völlig fehlerlose Uebertragung wäre hierbei nur möglich, wenn bei der gleichzeitigen Abtastung der Bildpunkte von sieben Bildern jeweils nur ein Bild einen Schwarzwert aufweist. Andernfalls werden, da in jedem Zeitintervall T nur ein Schwarzwert übertragen v/erden kann, Fehler auftreten. Handelt es sich jedoch bei den abge-

SZ 9-68-007 - 28 -

0 09811/0912

tasteten Vorlagen beispielsweise um mit einer Schreibmaschine geschriebene Seiten, so ergibt sich, wenn die Schriftzeilen auf den Vorlagen auf etwa der gleichen Höhe liegen und wenn das konventionelle Zeilenabtastverfahren Anwendung findet, in diesen Bereichen eine Anhäufung von Schwarzwerten und somit eine relativ hohe Fehlerrate. Eine weitgehende Verbesserung der Uebertragungsqualität ist möglich, wenn das Zeilenabtastverfahren durch ein sogenanntes Pseudo-Zufallsabtastverfahren ersetzt wird, womit eine bessere zeitliche Verteilung der Schwarzwerte erreicht wird. Ein solches Abtastverfahren ist beispielsweise im amerikanischen Patent 3'309'461 beschrieben worden, und wird daher im folgenden anhand der Fig. 6a und 6b nur prinzipiell erläutert.

Beim Pseudo-Zufallsabtastverfahren wird das Gesamtbild 60 in eine Vielzahl von kleinen Rechtecken oder Quadraten 61 unterteilt, die beispielsweise aus 8x8 Bildpunkten bestehen. Ein solches Quadrat mit 64 Bildpunkten 64 ist beispielsweise in Fig. 6b gezeigt. Bei der Bildabtastung werden nacheinander beispielsweise zunächst alle Punkte 1 aller Quadrate des Gesamtbildes abgetastet. Dies ist in Fig. 6a durch die die Abtaststrahlbevvegung kennzeichnenden Linien 62 und die den Strahlrücklauf darstellenden gestrichelten Linien 63 angedeutet. Es folgt die Abtastung aller Punkte 2, dann der Punkte 3, usw. Um die bei diesem Abtastverfahren sehr hohe Ablenkungsgeschwindigkeit

SZ 9-68-007 - 29 -

009811/0912

des Abtastelektronenstrahls zu verringern, lässt, sich das Verfahren auch dahingehend variieren, dass man zunächst inner- . halb eines Quadrates beispielsweise die Bildpunkte 1 bis 5 abtastet, dann im nächsten Quadrat die entsprechenden Punkte, usw.

Wird nun jedes der abzutastenden Bilder in einer anderen Pseudo--Zufallsreihenfolge oder in der gleichen aber zeitlich versetzten Reihenfolge abgetastet und stellt man eine synchrone Strahlablenkung der Empfänger sicher, so ergibt sich praktisch eine statistische Ver-" teilung der abgetasteten und zu übertragenden Schwarzwerte, d.h.

• man kommt der Idealverteilung ziemlich nahe, bei der zu jedem Abtastzeitpunkt nur eine der sieben Vorlagen einen Schwar/.wert aufweist. ' -

Für diesen Fall lässt sich die Fehlerwahrscheinlichkeit angenähert aus der folgenden Gleichung bestimmen :

, ♦■ /Γη. > 1 .η ., 1 » m-n »_«

mit : p(n) = Wahrscheinlichkeit des Auftretens von η

Schwarzwerten in m gleichzeitig abgetasteten Bildpunkten

m » Zahl der gleichzeitig abgetasteten Bildpunkte

η = Anzahl der Schwarzwerte

~ = ' Durchschnittswert des Schwarzanteils aller Vorlagen.

^SZ9-⁶⁸-⁰⁰⁷ 009βϊΐ°/0912

Für m = 7 und k = 8 ergeben sich aus Gleichung (2) die in Tabelle 2 aufgeführten Werte.

Zahl der Schwarzwerte bei

7 gleichzeitig abgetasteten Wahrscheinlichkeit Fehlerhafte Ab-

Vorlagen (J4J tastungen (%)

0 . 39.3 _A 0

1 39.3 0

2 16.8 16.8

3 4.0 4.0

> 3 0.6 0.6

100 · 21.4

Tabelle 2

Für das gewählte Beispiel ergibt sich aus dem Prozentsatz fehlerhafter Abtastungen von 21.4% die Anzahl der bei der Wiedergabe unterdrückten schwarzen Bildpunkte zu 30.5%, d.h. bei der Wiedergabe fehlt im Durchschnitt jeder dritte schwarze Bildpunkt. Dies ist die Fehlerquote für eine einmalige Bildabtastung. Wie bereits erläutert wurde, wird jedoch eine erhöhte Bildqualität erreicht, wenn die unbewegten Vorlagen mehrfach nacheinander abgetastet werden und durch von Abtastung zu Abtastung veriierter Schwarzwertunterdrückung die Fehlpunkte bei jeder Abtastung an einer anderen Stelle liegen.

SZ 9-68-007 - 31 -

0 0 9 811/0912

Die bereits beschriebene Pseudo-Zufallsabtastung bringt noch einen weiteren Vorteil mit sich, der eine erhebliche Verbesserung des Gesamtkompressionsfaktors bewirkt. Bei der in konventionellen Fernsehsystemen üblichen Zeilenabtastung sind für ein klares stetiges Bild etwa 30 Bildabtastungen je Sekunde erforderlich. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei der Pseudo-Zufallsabtastung eine Reduzierung dieser Abtastfrequenz um den Faktor c =8 möglich ist ohne dass die Bildqualität wesentlich beeinträchtigt wird. S. Deutsch hat in dem Artikel "Pseudo-Random Dot Scan Television Systems" (IEEE Trans, on Broadcasting, July 1965, Seite 11) sogar einen Wert von 16 als möglichen Faktor genannt.

Bei Verwendung des Pseudo-Zufallsabtastverfahrens ergibt sich somit ein Gesamtkompressionsfaktor von

^Ct ^{= C}s.· V (3)

k -1

= IdIT ' ^C _P

" Mit k = 8 und c =8 folgt daraus ein Gesamtkompressionsfaktor von

c_t = 18 ²A."

Anhand eines Beispiels werden im folgenden die durch das erfindungsgemässe Verfahren möglichen Einsparungen aufgezeigt.

SZ 9-68-007 - 32 -

009811/0912

Konventionelle Fernsehübertragungskaniile benötigen eine Bandbreite von etwa 4MHz. Dies entspricht etwa einer Zeilenzahl von 525. Für die Uebertragung von Schriftvorlagen ist dieses Auflösungsvermögen jedoch nicht ausreichend; geeignete Systeme müssten eine Bandbreite von etwa 30MHz aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass für eine gute Wiedergabequalität die Abtastfrequenz mindestens dem zweifachen der maximalen Bildfrequenz entsprechen muss ; im gewählten Beispiel ergibt das eine Bitrate von mindestens 60 MBit/s. Werden sieben Vorlagen gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren

gleichzeitig abgetastet, so ergibt dies eine Bitrate von 60 · 7 60 · 7

t 18 ²/3

= 22.5 MBit/s.

Kombiniert man zwei Systeme mit je sieben Abtaststationen, so sind während eines Abtastintervalls 2x3 = 6 Adressenbits zu übertragen. Wählt man für die Uebertragung ein PAM (Pulse Amplitude Modulation) Verfahren, das die Uebertragung von 64 verschiedenen Amplitudenwerten (dies entspricht dem in sechs Bits enthaltenen Informationsgehalt) gestattet, so ergibt dies eine Reduktion der

22.5

erforderlichen Bandbreite auf —τ¹— =3.75 MHz, d.h. einen Wert

der der Bandbreite konventioneller Fernsehübertragungskanäle entspricht. Es lassen sich somit 14 schwarz-weiss Fernsehverbindungen , die normalerweise je 30 MHz Bandbreite erfordern, über eine Uebertragungsleitung von 3.75 MHz Bandbreite herstellen.

SZ 9-68-007 - 33 -

009811/0912

Obwohl das beschriebene'Verfahren vorzugsweise für die Uebertragung von Bildern, deren Bildpunkte nur zwei verschiedene Helligkeitsgrade aufweisen, verwendet werden kann, ist auch eine Anv/endung bei der Uebertragung von Bildern mit einer Vielzahl von Helligkeitsgraden oder Grauwerten im Prinzip möglich. Hierbei werden bei jeder Bildabtastung jeweils nur die einen bestimmten Grauwert aufweisenden Punkte übertragen, d.h. die erforderliche Anzahl der Bildabtastungen entspricht der Anzahl der zu übertragenden verschiedenen Grauwerte.

Das erfindungsgemässe Verfahren wurde anhand eines Bildübertragungs· systems beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch in Systemen Verwendung finden kann, in denen beispielsweise die Bildabtastung oder die Prioritätssteuerung auf andere Weise vorgenommen werden; die gewählten Operationen, Anordnungen und Schaltungen stellen nur bevorzugte Beispiele dar.

009811/0912

SZ 9-68-007 . - 34 -

Claims

PA TENT AXSPRÜ CHE

Verfahren zur gleichzeitigen Uebertragung von mehreren aus Bildpunkten zweier Helligkeilsgrade bestehenden Bildern zwischen einer Mehrzahl von Abtast- und Empfangsstationen, bei dem mehrere zu übertragende Bilder gleichzeitig abgetastet und dabei dem-Bildinhalt entsprechende elektrische Signalfolgcn erzeugt werden, die auf Eingangskanäle einer Multiplexeinrichtung gegeben werden, dve ausgangsseitig mit einer oder mehreren Uebertragungsleitungen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Multiplexeinrichtung (12) beim Eintreffen der jeweils einem Bildpunkt entsprechenden Einzel· signale der ihr zugeführten Signalfolgen ein die Adresse einer dem betreffenden Eingangskanal (11) zugeordneten Empfangsstation kennzeichnendes Signal erzeugt und einer Uebertragungsleitung (13) zuführt, dass beim gleichzeitigen Auftreten mehrerer Eingangssignale durch eine Prioritätsschaltung (30, 31) eines der Einzelsignale zur Uebertragung ausgewählt wird, und dass die Verbindungswege zu den Empfangsstationen von den Adressensignalen über logische Schaltungen (14) direkt durchgeschaltet werden.

Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die BiIdpunlcte (64) in einer Pseudo-Zufalls reih enfolge abgetastet und die empfanqsseitige Bildzusammensetzung synchron in de'r gleichen Reihenfolge eriolgt.

SZ 9-68-007 - 35 -

009811/0912

BAD ORIGINAL

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastreihenfolge gleichzeitig zu übertragender Bilder unterschiedlich ist und die Bildzusammensetzung an den den Abtaststationen zugeordneten Empfängerstationen jeweils in der entsprechenden Reihenfolge erfolgt.

Verfahren nach Anspruch Z, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastungen gleichzeitig zu übertragender Bilder in der gleichen Reihenfolge erfolgen, diese jedoch zeitlich gegeneinander versetzt sind.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Priori täte schaltung erfolgende Auswahl des beim gleichzeitigen Eintreffen von mehreren Einzelsignalen zu übertragenden Signals für gleiche Bildpunkte bei aufeinanderfolgenden Bildabtastungen unterschiedlich erfolgt.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioritätsschaltung durch Pseudo-Zufallsimpulsfolgen gesteuert wird.

00981 1 /091 2

ι ³ ^:> Leerseite