DE1934129C - Faksimile Ubertragunssystem mit er hohter Ubertragunsgeschwindigkeit bei gleichbleibender Bandbreite - Google Patents

Description

Die l.^:rlindung hetrill't ein Faksimile-Ühertragungssysiem mil zeilenweiser Ahiaslung des zu übertragenden Bildfeldes, hei deiii die ?u übertragenden Signale auf /wei den Werten Schwarz und Weiß entsprechende Amplituden^rnßen gehracht werden und bei dem für Übertragungen mit erhöhter Übertragungsgeschwindigkeit bei gleichbleibender Bandbreite die Signale, deren Dauer kleiner ist als ein der höchsten übertragbaren .Signalfrequenz entsprechender Minimalwert, in ihrer Dauer auf diesen Minimalwert vergrößert werden.

Bei einem bekannten Faksimilc-Überiragungssyslem dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1 169 494) werden Impulse einer Impulsdauer, die einen gerade noch übertragbaren Minimalwert unterschreitet, in ihrer Dauer auf diesen Mii'malwert angehoben, uni übertragen werden zu kniinen. Impulse, deren Impulsdauer den gerade noch übertragbaren Minimalwert überschreitet, werden unverändert übertragen. Beim bekannten Faksimile-Übertragungssystem wird also nur die Impulsdauer eines Teiles der Impulse verändert. Die übrigen Impulse bleiben unverändert. Das führt dazu, daß bei der Reproduktion Strichstärken, die eine gewisse Mindestdicke unterschreiten, in einer Einheitsstrichstärke wiedergegeben werden, während Striche größerer Sirichstärken unverändert bleiben. Auf diese Weise wird Jie Strichstärkenproportion in der Reproduktion des übertragenen Originalbildes verändert. Eine solche Veränderung der Strichstärkenproporlion hat einen grundsätzlichen Ei fluß auf den optischen Eindruck und kann daher zu einer erheblichen Bild Verfälschung Anlaß geben.

Grundsätzlich bekannt ist auch die Kodierung von Faksimilesignalen.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Faksimile-System der eingangs genannten Art, bei dem die zu übertragende Vorlage mit Signalen übertragen wird, die den Werten Schwarz und Weiß entsprechende Ampliludcngrößen aufweisen, und daß mit erhöhter Übertragungsgeschwindigkeit arbeitet, ohne daß eine erhöhte Bandbreite erforderlich ist, die Wiedergabetreue bei der Reproduktion zu verbessern

Diese Aufgabe wird erfindungsgcmäß dadurch gelöst, daß das Verhältnis zwischen der maximalen und der minimalen Impulsdauer vor der Übertragung verringert wird, indem die Signale, deren Dauer über den Minimalwcrt hinausgeht, mit zunehmender Impulsdauer derart gedehnt werden, daß das Verhältnis der Dehnung /ur Impulsdauer mit wachsender Impulsdauer kleiner, gegebenenfalls bei der maximalen Impulsdauer Null wird, oder derart gedehnt b/w. gestaucht werden, daß mil zunehmender Impulsdauer zunächst mil abnehmendem Verhältnis der Dehnung zur Impulsdauer bis zu einem minieren Wen der Impulsdauer, bei dem die Dehnung Null ist, gedehnt wird und ab diesem Werl mil zunehmender Impulsdauer mil zunehmendem Verhältnis der Stauchung zur Impulsdauer gestaucht wird.

f .rlindungsgemäß wird also nicht nur die Impulsdauer derjenigen Impulse angehoben, die wegen zu geringer Impulsdauer in dem Übertragungssystem lies vorgegebenen Frequenzbandes nicht mehr übertragen werden konnten, fs werden vielmehr alle Impulse heeinllußl, also auch diejenigen, die auf (irund ihrer Impulsdauer unverändert übertragen wer.t:n könnten. Durch die Hccinliussung wird zwar «!■τ 1 !tnerschied zwischen der grollten und der kleinsten Impulsdauer vermindert, gleichzeitig aber die Proportion der Impulse zueinander, also die Proportion der Slrichsiärken im zu übertragenden Original bild für die Reproduktion, also die Proportion da Slrichsiärken bei der Wiedergabe aufrechterhalten Dadurch wird eine ausgewogene Darstellung ohne Wiedergabeverfälschung erreicht, ohne daß für die Übertragung eine größere Bandbreite erforderlich

ware.

ίο In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen

Fi u. 1 und 2 graphische Darstellungen des Verfahrens gemäß der Erfindung,

Fig. 3a bis 3d und 4 Wellenformen zum Ver-

anschaulichen eines Verfahrens gemäß der Erfindung, F i g. 5 eine Blockschaltung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 6a bis 6c Wellenformen zum Veranschaulichen eines Verfahrens gemäß der Erfindung.

so F i g. I ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Abtastgeschwindigkeit und der Wiedergabegenauigkeit. Erfolgt das Abtasten mit üblicher Abtastgeschwindigkeit, so wird die Aufzeichnungsbreite auf einem Aufzeichnungspapier in

einen Signalfrequenzhereich gemäß der Linie A umgewandelt. Die Auflösung bei der Aufzeichnung und der Wiedergabe, d. h. die Wiedergabetreue, ist durch die maximale Bildübertragungsfrequenz α bestimmt. Bei Verdoppeln der Abtastgeschwindigkeit entspricht

die Beziehung zwischen der Aufzeichnungsbreite und dem Signalfrequenzbereich der Linie ß. In diesem Fall übersteigt die Signalfrequenz entsprechend einem einen schmalen Raum auf dem Aufzeichnungspapier bildenden Abschnitt die maximale Bildübertragungsfrequenz α und ist somit nicht übertreabar. Ein übertragbarer Raum c ist viel breiter als der übertragbare Raum b mit der üblichen Abtastgeschwindigkeit, da er in Fig 1 beispielsweise doppelt so groß ist als der Raum b. Dadurch, daß also ein modifiziertes Signal gemäß Linie Γ leicht erzielbar ist, wird ermöglicht, daß der Mindcstaufzeichnungsraum der maximalen Bildübertragungsfrequenz α entspricht, ohne daß die Abtastgeschwindigkeit allzusehr abnimmt. Folglich muß ein Übertragungsverfahren geschaffen

werden, das ungefähr die doppelte Abtastgeschwindigkeit hat, dessen Übertragungszeit also nur halb so bng ist, dessen andere Kennlinie jedoch die gleichen bleiben wie bei den bekannten Verfahren. Das modifizierte Signal erstreckt sich über den in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Bereich. Die Wellcnformcn der oben beschriebenen Signale sind in F i g. 3 a bis 3d dargestellt, worin F i g. 3 a die Wellenform des Signals bei üblicher Abtastgeschwindigkeit, Fig. 3b die hei doppelte Abtastgeschwindigkeit, F ig. 3 c die eines modifizierten Signals und F i g. 3d die eines anderen modifizierten Signals wiedergibt.

F i g. 2 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung verschiedener Modifizierungsverfahren, worin die durchgezogene Linie ein Ausgangssignal und die gestrichelte Linie ein modifiziertes Signal darstellen. In diesem Fall ist eine Modifizierung dadurch möglich, daß ein ein kurzes Intervall darstellender Anteil verlängert und umgekehrt ein ein langes Intervall darstellender Anteil verkürzt wird. Die Gesamtübertragungszeit isl also nicht so lang,

Im allgemeinen ist die Länge des modifizierten Signals nicht in allen Abtastzcilcn konstant, weil sich nämlich die in den Abtastzcilcn enthaltenen Signal-

i.equenzkomponenien in Abhängigkeit von der Zeil .,,ulem. Line Übertragung ohne ein Zeitintervall, das ,tu Änderung dieser lunge vollständig absorbiert, ist

ii::l)]i»glich.

Hg. 2 zeigt beispielsweise, daß diese Längen-

!,Iltiiiiu des modifizierten Signals von einer Austasl-

_v. nnde entsprechend den gezeichneten Verbindungs-

iikien in den jeweiligen Abtasllinien absorbiert ist.

μ. 4 ist eine Signalwellenform für eine Austastung,

c in jeder Ahtastperiode auftritt, worin d eine naiperiode, e eine Austasiperiodc und / die Ge-

■■!itperiode sind.

1 ig. 5 zeigt ein Beispiel von verschiedenen Mög-■ükeiten für Anlagen zum Modifizieren von Wellen-■men, dessen Aufbau weiter unten im Zusammenbau mit ihrer Arbeitsweise erläutert ist. Diese ' -ilage zeichnet sich durch die Verwendung von .. rallelgeschaltcten Schieberegistern SR aus. Auf der ^ndeseite wird ein Eingangssignal der Wellenform näß Fig. 3b für diese Anlage durch optisches niwandeln, Formen und Verstärken bei konstanter .hiastgcschwindigkeit erzeugt.

Es folgt eine Beschreibung der Senderscite. Die '■■·-ellenform gemäß Fig. 3b wird in die Wellenform :,mäß Fig. 3c und 3d umgewandelt. Das heißt, eine ' apulsbreite der Wellenform gemäß Fig. 3b wird ■ >n einer Zählcreinheit CU abwechselnd in der Folge v\eiß, Schwarz, Weiß, Schwarz usw. in einem Weiß-.'■id einem Schwarzniveaupegel gezählt. Als Zähl- !••gebnis erhält man beispielsweise die Breite 10, 5, 5, '. 5, 5, 2, 3, 10 usw. Es sei angenommen, daß die der ι iiximalcn Bildübertragungsfrequenz entsprechende impulsbreite 4 beträgt. Da die Wellenform von ig. 3b mit einer Abtastgeschwindigkeit abgetastet wird, die doppelt so hoch ist wie die übliche, erhält man natürlich eine Impulsbreite, die nicht übertragbar :,t. Anschließend wird eine gezählte Impulsbreite in i'inen Binärkode, einen binär kodierten Dczimalkodc [HCD) od. dgl, kodiert und gleichzeitig in den zueinander parallelgeschalteten Schieberegistern SR registriert.

Nimmt man an, daß immer dann ein Zeitimpuls erzeugt wird, wenn eine Inpulsbreite gezählt wird, dann wird eine Impulsbreite nacheinander ohne Pause in den Schieberegistern SR registriert. Die Anzahl zueinander paralleler Schieberegister SR ist genau auf die Anzahl Bits abgestimmt, die zum Kodieren der größten Impulsbreite notwendig ist, und die Anzahl Stufen im Schieberegister ist ausreichend größer als die Summe der in einer Periode enthaltenen Anzahl Weiß- und Schwatzniveaubreiten, d. h. also einer Abtastperiode, und kleiner als die für die höchsten Rildfrcquenzimpulsc erforderliche Anzahl Stufen. Da die maximale Bildfrequenz im Verlauf einer Periode nicht immer auftritt, kann für einen zufriedenstellenden Betrieb die Anzahl Stufen empirisch gewählt werden. Die Kodicrungsimpulsc werden nämlich vom Abtaslbeginn bis Abtastende nacheinander in den zueinander parallelen .Schieberegistern .ST? registriert. Ist die Anzahl Stufen bei Abtastende, d.h. kui/ vor der Auslastpcriode, ausreichend groß, so verbleiben in den letzten paar Stufen Pausen. Deshalb müssen für zahlreiche PauscnsUifcn der Schieberegister SR Zeilimpulse eingespeist werden, bevor die registrierten Impulsbreiten zwecks Modifizierung reproduziert werden. Aus diesem Grunde erzeugt ein über eine Steuerschaltung (C₁ gesteuerter Zcitimpulsgcncrator evr; /i-iiimnulsc auf Grund der Anzahl Pausen-Stufen, die aus der Verschiehungszahl der Schieberegister .S'W leicht feststellbar ist, die hei Kodierung der gezählten Impulsbreiten durch eine Kodierunusschallung PC durch Prüfung der Anzahl Kodierungen überwacht werden. Zum Zeitpunkt des Modifizieren wird der Zeitimpuls in die Schieheregister eingespeist, so daß an den Ausgängen der Schieberegister -S7i parallel ein Breilensignal ahlesbar ist. Dieses Breitensignal wird durch eine Dekodierungsschallung RK₁

ίο dekodiert. Dadurch kann seine Breite festgestellt und ein ergänzender Signalgcnerator kann entsprechend diesem BreilensignaTein bestimmtes Ergänzungssignal erzeugen. Dieses Ergänzungssignal und das parallel abgelesene Brcilensignal werden in ein und dieselbe Betriebsschaltung L(I eingespeist und darin zum Modifizieren des Breitensignals weilerverarheilei. Im ergänzenden Signaigenerator CE und der Betriebsschaltung i.(7 sind Prograi/sme gespeichert, die dem Modifizierungsverfahren angepaßi sind, und entsprechend diesem Programm wird ein logisch errechnetes Signal zusammengesetzt. Dieses modifizierte Signal wird durch eine Dekodierungsschallung RE. dekodier, und eine nachgeschaliete Wcllenform-Reproduzicrschaltung WE reproduziert die Wellenform, und man erhält ein in seiner Breite modifiziertes Signal. Eine Steuerschaltung CC, erzeugt einen zweiten Zeitimpuls zu dem Zeilpunkt, an dem die Wellenform-Reproduzierschaltung WF das Ende der Impulsbreite meldet.

Da der Betrieb im Vergleich zur Mindesiimpulsbreite mit ausreichend hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird, sind darauf beruhende Fehler vernachlässigbar. Um die Geschwindigkeit noch weiter zu erhöhen, kann man einen Zeilimpuls um einen Impuls früher einspeisen und dem Ausgangsimpuls der Betriebsschaltung LG eine Stufe einer Registerschaltung überlagern und dadurch das Ergebnis des Arbeitsganges speichern, das am Ende einer Impulsbreite zu deren Steuerung ablesbar ist. Um durch die Dekodierschaltung RE., die Wellenform einer tatsächlichen Impulsbreite aus dem Ergebnis des Arbeitsganges zu reproduzieren, kann die Zählereinhcil umgekehrt verwendet werden.

Während in der oben beschriebenen Anlage in den gleichen zueinander parallelen Schieberegistern SR abwechselnd eine Weiß- und eine Schwarzimpulsbreitc gespeichert werden, können zum weiteren Vermindern von Fehlern jeweils zwei getrennte Sätze zueinander paralleler Schieberegister SR verwendet werden In der beschriebenen Anlage sind zueinander parallele Schieberegister SR verwendet, jedoch ist auch eine Reihenschaltungsregislricrung möglich. In diesem Fall ergeben sich jedoch einige Probleme hinsichtlich der Betriebsgeschwindigkeit und der Art, wie die Zcitimpu' .e erzeugt werden sollen.

Im vorstehenden ist die Modifizierung an der Senderscite beschrieben. Andererseits kann an der Empfängerseite als Eingangssignal eine Lmpfangsimpulsbreilc verwendet und die Modifizierung entgcgcngesctzl zu der auf der Senderseitc durchgeführt werden.

Bei vorstehend beschriebenen Signalübcrtragungsvcrfahrcn ist es schwierig, für den Extremfall Vorsorge zu treffen, in dem die maximale Bildfrequenz langer anhält als die unter Berücksichtigung einer bestimmten Wahrseheinlichkeitsspanne vonuisbesiimmte. Falls in den Schieberegistern SR ein Signal der gleichen Impulsbreite gespeichert ist, kann

dieses Signal in ein spezielles, ein zu übertragendes I ernii ι signal, unigewanilelt werden.

I i μ. 6 zeigt Signalwellcnformen, hei denen die Abtastgeschwindigkeit dreimal so hoch wie die übliche Abtastgeschwindigkeit und die Ablastbrcite zwei Drittel einer Abtastperiodc ist, während die NebcnahMslung ein Drittel davon betrügt. Hei jedem /weiten Abtastung wird ein Signal entnommen und bis in die folgende Ahlaslperiodc verlängert, aus der kein Signal entnommen wird Rei diesem Verlängernngsverfahren wird die Mindeslimpulshreilc verbreitert, so daß eine ausreichende Zeitspanne erzielt und die Modifizierung mühelos durchführbar isl. In Γ ig. 6a bis 6c bezeichnet υ eine talsächliche Periode, /ι eine Scndeabtastperiod'· und / eine Periode des modifizierten Scndcsignals.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung besteht ein besonderes Merkmal der Erfindung darin, daß reproduzierte Wellenformen mit hoher Genauigkeit erzielt sind und dabei die Übcrlragungszcit durch das Ab- ao tasten mit konstanter Geschwindigkeit und das Modilizicren der Wcllenformen in einem Festkörper-Stromkreis zum Vermindern der Bandbreite verkürzt ist. I'm die Genauigkeit der modifizierten Wellenform nt erhohen, können mehr zueinander parallele Schieberegister vorgesehen werden. Also kann man die Genauigkeit verbessern, ohne die Übertragungsbandbreitc zu beeinträchtigen, und in Abhängigkeit von der Betriebsschaltung kann die Modifizierung wunschgemäß \orgenommcn werden. F-in besonderes Merkmal der Erfindung besteht folglich darin, daß entsprechend den frfordcrnissen das Modifizierungsverfahren mit dem günstigsten Übcrtragungswirkungsgrad gewählt werden kann. Dadurch ist das Verfahren gemäß der Erfindung äußerst vorteilhaft als Signalübertragungssystem unter Nutzbarmachung des Verfahrens zum Modifizieren von Wcllenformen und insbesondere als optimales Bandreduzierverfahren für eine Faksimile- oder eine Videoübertragung, bei der eine fehlerhafte lmpulslagc eines binären Signals die Aufzeichnungsqualität schwerwiegend beeinträchtigt.

Claims (5)

1. Palentansprüche:

   I. Faksimile-Übertragungssystem mit zeilenwciscr Abtastung des zu übertragenden Bildfeldes, bei dem die zu übertragenden Signale auf zwei den Werten Schwarz und Weiß entsprechende Amplitudenerößen gebracht werden und bei dem für i bcrtragunccn mit erhöhter Übertragungsgeschwindigkeit bei gleichbleibender Bandbreite die Signale, deren Dauer kleiner ist als ein der höchsten übertragbaren Signalfrequenz entsprechender Minimalwcrt. in ihrer Dauer auf diesen Minimalwert vergrößert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der maximalen und der minimalen Impulsdauer vor der Übertragung \erringen wird, in dem die Sicnalc. deren Dauer über den Minimalwerl hinausgeht, mit zunehmender Impulsdauer derart cedehnt worden, daß das Verhältnis der Dehnung zur Impulsdauer mit wachsender Impulsdauer kleiner, gegebenenfalls bei der maximalen Impulsdauer Null wird, oder derart gedehnt bzw. gc-Mauchl werden, daß mit zunehmender Impulsdauer /unäclisl mit abnehmendem Verhältnis der Dchnimi: /ur Impulsdauer bis /u einem mittleren Wert der Impulsdauer, bei dem die Deliming Null isl, gedehnt wird und ab diesem Wert mit zunehmender Impulsdauer mit zunehmendem Verhältnis tier .Stauchung zur Impulsdauer gestaucht wird.
2. 2. Faksimilc-Ühcrlragungssyslcm nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das übertragene Signal auf der fimpfängerscite entgegengesetzt umgewandelt wird wie auf der Senderseite.
3. 3. Faksimile-Übcrlragiingssyslem nach Anspruch I₁ gekennzeichnet durch eine Abtastvorrichtung zum Hauptabtasten und Nebenabtasten, wobei die Hauplabtastgeschwindigkcit /t-mal eine bestimmte Geschwindigkeit und die Ncbenablastgcschwindigkeit η in-ma\ dieser Geschwindigkeit sind (worin /1 >/»/), einen Konverter zum Umwandeln eines durch Abtasten erhaltenen Signals in ein Binärsignal, eine Vorrichtung zur Aufnahme eine einzigen Signals, das aus einer Abtastung unter m Hauptabtastungen erhalten ist und zum Ausschalten der durch die anderen (/» ') Abtastungen erhaltenen Signale, eine Vorrichtungen zum Modifizieren einer Impulsbreite des durch die Abtastung erhaltenen Signals zwecks Verbreiterung über die Perioden der m-Ablasttin· gen, und eine Vorrichtung zum Frzciigen eines optimalen Übcrlragungssignals durch Verbreitern der minimalen Impulsbreite bis zu der der maximalen Bildühertragungsfrcquei:/· entsprechenden Breite, und Vermindern des Verhältnisses der maximalen zur minimalen Impulsbreite vor der Übertragung.
4. 4. Faksimilc-Übertragungsystcm nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Überführen eines Teils des verlängerten Abtastsignals nach einer Abtastperiodc in eine Austaslpcriode.
5. 5. Fiksimilc-Übertragungssystcm nach Anspruch I und 2, gekennzeichnet durch eine Zählereinhcit zum Zählen einer jeweiligen Impulsbreite eines binären Signals, die einem Weiß- odei Schwarzniveau entspricht, d. h. also einem »Eins«· oder »Nulle-Pegcl, eine Schaltvorrichtung zum Kodieren und darauffolgenden Rcgisticren diese; gezählten Signals, eine Einrichtung zum aufein anderfolgenden Ablesen des registrierten Signal« und zum gleichzeitigen Einspeisen in eine Betri.'.H schaltung zum Erzielen eines modifizierten Kode; durch einen in Abhängigkeit von der jeweiliger Impulsbreite definierten \rbcitsgang. und ein» Vorrichtung zum Reproduzieren eines folgender binären Signals und erneuten Umwandeln de Kodes in eine Impulsbreite zum Erhöhen de Übertragungsgeschwindigkeit durch das Über tragen des reproduzierten Signals, durch zuein ander parallele Schieberegister zum aufeinander folgenden Registrieren eines durch Zählen eine Impulsbreite und Kodieren dieses gezähltei Signals erhaltenen Kodes und durch eine Vor richtung zum Überprüfen der Anzahl Kodierun gen der gezählten Signale vom Abiastbeginn bi zum Abtastende, und eine Vorrichtung zum Ein speisen der notwendigen Anzahl Verschiebungs impulse in die Schieberegister nach Registriere der kodierten Signale bis zum Zeitpunkt de Ablesens.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnuncen