DE2253378A1

DE2253378A1 - Verfahren und anordnung zur codierung von faksimilesignalen

Info

Publication number: DE2253378A1
Application number: DE19722253378
Authority: DE
Inventors: Piero Dr Ing Zamperoni
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-10-31
Filing date: 1972-10-31
Publication date: 1974-05-09
Also published as: DE2253378B2; GB1440378A; DE2253378C3

Description

LICENTIA

Patent-Verwaltungs-GmbH

6000 Frankfurt (Main) 70, Theodor-Stern-Kai 1

Ulm (Donau),18. Okt. 1972 PT-UL/Sar/deu UL 72/l46

" Verfahren und Anordnung zur Codierung von Faksinilesignalen "

Faksimilesignale sind zweipegelige Videosignale, die bei der zeilenweisen Abtastung von Unterlagen ohne graue Stufen, -wie beispielsΛ\-eise Text und Zeichnungen, entstehen. Infolge der hohen Redundanz dieser Signale, ist es zweckmäßig, diese zu komprimieren. Die meisten bekannten Kompressionsverfahren für Faksimile sind auf die Run-Längen-Codierung (Run-Length-Coding) zurückzuführen, da sie für zweipegelige Signale besondere Vorteile bietet, (NTZ,1971, H. 11, S. 564 bis 568).

Die Run-Längen-Codierung nutzt zur Reduzierung der Datenmenge nur die statistische Abhängigkeit zwischen Bildpunkten in der Abtastrichtung aus. In den Äbtastzeilen, in denen viele

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• - "bringt

Schvarz/Vrciß-Übergänge vorhanden sind,/die Run-Längen-Codierung kaum einen Vorteil und kann örtlich sogar zu einer Erhöhung der zu übertragenden Datenmenge führen·

Betrachtet man beispielsweise die Struktur von Schreibniaschinentext, so stellt man fest, daß nur ein Teil der Abtas ti-.oilcn, wio boinpiolswoiso. Zoilon mit violon horizontalen Strichen, eine deutliche Abhängigkeit zwischen Bildclemonten in₄Zeilonrichtung aufweist. Zeilen mit vielen Einzelpunkten, die vertikalen Strichen angehören, haben dagegen eine größere Abhängigkeit zwischen Bildpunkten in vertikaler Richtung. Der Kompressionsfaktor der Codierung läßt sich folglich dadurch erhöhen, daß auch die Abhängigkeit zwischen Bildelementen in vertikaler Richtung ausgenutzt wird. Zu diesem Zweck wurden Run-Längen-Differenz-CodierungSVerfahren vorgeschlagen· Sie nützen die Abhängigkeit in vertikaler Richtung dadurch aus, daß nur die Änderungen jeder Run-Länge von Abtastzeile zu Abtastzeile codiert und übertragen werden (Beitrag Nr. 11 des französischen Wetterdienstes, Studiengruppe XIV des CCITT, Frage 2/XIV vom August 1970).

Diese Run-Längen-Differenz-Codierung erfordert jedoch sehr komplizierteOperationen, um alle möglichen auftretenden Fälle, wie beispielsxi-eise Erscheinen oder Verschwinden eines Runs zu

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berücksichtigen* Dadurch sind eine große Vielfalt cn Regeln und Entscheidungskriterien zur Klassifizierung

^Verschiebungen. der Runs und deren f~. ^: von üeile zu Zeile er-

.rorderli eh.·

Boz. einem weiteren bekannten Kompressionsverfahren, das <3ie Korrelation In yertikalet¹ Richtung- ausnützt,. arbeite; door Codierer adaptiv, indem er die Korrelation zvirchou :'w\2.1 biiiiÄchbarten Teilen feststellt und dann sine ^dresi c ο eliciting der eich von Zeile jzu Zeile unterscheide;.· :a 3il<3 elemente fcusfü ηχ"£* wenn der Korrelationsgraö ε. r.e..

■a¹ - .

f 2xtse,lttT:%& Schwelle überschreitet (deutsche C/iji-i^-ur.j schrift ~3 ±&5

Dir.£.-;-6 Verfahren t^eist jedoch folgende Nacliteiie auf;

a' Zn denjenigen Zeilen, in denen die oben enrälmte Schwelle Tiiz-ht überschritten wird, wird überhaupt Iceine Codierung unternommen und das Original signal wii*d unverändert übertragen. Da in solchen Zeilen der iCoraprcssionsfaktör 1 ist, liegt der gc-s-vrto . KotnpressLcnsfäktor desto niedriger, je grcE^r der Anteil nx\ soJclien Zeilen ist· dieser Anteil ist jedoch -^;m Durchschnitt nicht vernachlässigbar und :*^;Li-fte in der Größenordnung von 50 % liegen.

c / ■

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b) Die Schwelle, bei deren Überschreitung der Codierer auf Adr es.τ. codierung übergeht, ist fest eingosteilt und durch die maximale Anzahl von Bildolctnentcn gegeben, die zv,'ischen zwei benachbarten Zeilen unterschiedlich sein dürfen. Dieser Umstand hat eine nicht optimale Anpassung des Codes an die Struktur der jeweiligen zu codierenden Unterlagen zur P'olge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine einfache Anordnung zur Codierung von Faksimilesignalen anzugeben, welche den Kompressionsfaktor der Run-Längen-Codierung durch MiteinbeZiehung der Abhängigkeit zwischen Bildelementen in vertikaler Richtung wesentlich verbessert.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Abtastwerte jeder Zeile eines zu übertragenden Bildes komprimiert werden und daß je nach dem Ergebnis eines Entscheidungskriteriums die Konpression entweder durch die an sich bekannte Run-Längen-Codiorung oder durch die an sich bekannte Adresscodierung der Differenzelemente zweier benachbarter Zeilen durchgeführt wird.

Durch die Erfindung ist es möglich, den bisher erreichbaren

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ohse wesentlichen- !Mehraufwand, wesentlich zu erhöhen* . '

Qenäß einer' Weiterbildung der Erfindung wird das Silt dun gates? lie J? itu« für die Art der Codierung, durch einen "'Ver*« ^■loiexi der ÄrtZälil der" ίϋ-ϊ¹ jede der ztv#i mögliölieü Go.de igeM Code-for^ie gebildet tiftd jeweils diejenige

gewählt _f welche die. ge^liigiste Äözahl Gödewörte alt* ßttreh diöSö i-Iaßttahiao liegt die Sehwelle, für" die des eiiieä öde±* des anderen Codes nicht festf sondern wi.t*d für Jede Zeile an döfi Itiföfmationsinhalt a&f Äeile dpaßt* Dädux'eli wird eine weitere Erhöhung des

Bi© ßrfinöUng wird nun anhand ei

für den Cöder und für den Dedödeif naher erla-ateft* Bs sei

g 1 Blöckschaltbild eines Cödierers für Fäk

ge'at'iiS der Erfindung '

Figur 2 Blockschaltbild eines Decodierers tür· Fäksiniilesi,giTEale

goniäiS der Erf indurtg« - ' . '

Figur i zeigt einen Codierer , bei dem das zu koniprimierende

4 O 9 8 1 9 / O 5 Λ 3

BAO

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Faksimilesignal 1 gleichzeitig einem Schieberegister 2 und einem Schieberegister 4 zugeführt wird· Beide Schieberegister werden durch den Abtasttnlit T fortgeschaltet» Das Schieberegister 2 hat soviele Stellen» wie Abtastpmiikte in einer Zolle vorhanden sind. Eine Antivalenzschaltung 3 ist mit ihren beiden Eingängen zum einen ad Eingang des Schieberegisters 2 und zum .anderen an dessen Ausgang angeschlossen* Die Ausgsngssignalc 6 der Antivalenzschaltung 3 gelangen zum einen zum ersten Eingang eines Zählers 9 und ztira anderen an den Eingang eines Schieberegisters 20, das ebenfalls soviele Stollen hat, wie Abtastpunkte in einer Zeile vorhanden sind, und das vom Abtasttakt T weitergeschaltet wird·

Ebenso wie beim Schieberegister 2 befinden sich auch bei dem zweistufigen Schieberegister h, das ebenfalls vcai Abtasttakt T weitergeschaltet wird» am Eingang und Ausgang die Eingang«- leitungen einer Antivalenzschaltung 7» deren AuegangSflignal 8 zum zweiten Eingang des Zählers 9 führt. Di© Eingangssignalο a» ersten Eingang des Zählers 9 veranlassen den Zähler vorwärts au zahlen und die Eingangssignal ati anderen Eingang des Zahlers 9 veranlassen ihn rückwärts :u zählen« Der Zähler wird durch das Zeilensynchronisationssignal Z jeweils auf zurückgesetzt. Je nachdem, ob die Differenz dos Zählers positiv oder negativ ist, gibt er an seinem Ausgang ein positives

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oder negatives Signal IO ab. Der Ausgang des Zählers 9 ist nit dem Eingang einer bistabilen Abtasthalteschaltung verbunden, die jeweils beim ,Vorliegen des Zeilensynchronisationssignals Z den positiven oder negativen Wert am Ausgang des Zählers 9 übernimmt und für die Dauer einer Zeile zwei Signale 12 und 13 entgegengesetzten Vorzeichens an den Ausgängen Q und Q abgibt. Diese Ausgangssignale 12 und 13 führen jeweils an einen Eingang der UND-Glieder 14 und 15, wobei eines der Ausgangssignale 12 oder 13 als Steuersignal. St zur Codeerkennung weiter verwendet· wird.

■ _/ ' ■. '-An dem Ausgang des Schieberegisters 2 ist ein zweistufiges Schieberegister Io angeschlossen, das vom Abtasttakt T ge-~ steuert wird und an dem in der gleichen W_eise wie am Schieberegister k eine Antivalenzschaltung 19 angeschlossen ist, deren Ausgangssignal/dem zweiten Eingang des UM)—Glieds 14· zugeführt wird. Der zweite Eingang der UND-Schaltung 15 ist mit dem Ausgang des Schieberegisters 20 verbunden. Die Ausτ gärige der UND-Glieder l'l und 15 führen als Eingänge zu einer ODER-Scrialtung l6 , deren Aus gangs signal 21 einem Zähler 22, der ebenfalls vom Abtasttakt T getaktet wird, zugeführt wird. Der Zähler 22 erzeugt Adressen, die über dem Pufferspeicher "über den Vbei"tragungskanal geschickt werden.

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2 2 b 3 3 7 8

— σ — . - -.:/ ^Li

I':.·:- .:'j.;_:;ur 2 zeigt ein Λ jeführurigoöeispiel eire:, r«.c .. :.""., f.'iz- rar enpfangsseitigen Decoäierung des kcnprinicrti.~ ■.'■'"--ir.:.Iesignals geeignet ist- Die Worte, ?.us cer.on aas ■;zCi.<v::r.· Signal besteht - in discern Beispiel sind es 3-

"" -'...T-c - werden über die Leitungen JC, 3^ ¹JQd 32 in ά·',ε - -r -:-,:-^ —[_;>or 33 eingespeist und inirtels des Schiebe- : _. ■ y■ ^rclvrceschoben. Die Aupgiüir-c des 3-teiligsn ·:-';■;u.^i.reu .'.-jr.ieoersgisters 33 sind ^e\;-vils nit d^cn erster. ^inr^i-i^en dreier i.cuivalenzglieder 37< 38 und 39 trbu.-;^v,r., derer: zweite lv„r.r iinge ,jeweils mit den Ausgängen ο in*. . 3-3'. rigen Säl:l°r^c: y'j "^rounden sind. ler Zähler wird durch csr: bekannter ".."oise -iedergev/onnenen Abtasttakt - forr.rs.rchsl'" \;nd über öac CZ'I^:J."-i-Glied 60 entweder durch das in bel-csjnit.rr V.'eise wiedergevrci.-.c:ie Zeilensynchronisationssignal Z oder durch das zurückgewonnene Helevanzsignal 35 auf 0 zurückge stellt. Die Ausgär.£s der Äquivalenzgliecer 37» 38 und 39 .führen zu den drei Eingängen eines TJHD-Gliedes 40. Bei Übco '■!instimniung des Au? gangs signals des Zählers 35 sait. dec: Aus .;angssignal des Schieberegisters 33 gibt das UIH)-GIied 4-0 ^r■-..: ?-slevanzsignal 3o ab, das auf diese Weise zurückgevonr.

"anzsignal 36 wird" einerseits cu:.c!": -"e::. ?istabilen

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der R-un."Läxigen^C©die.rung up?gehandelt, Pem zweiten Eingang; des UNp^QXiQdes 42 wird hierzu der Abtasttaict T zugeführt„ Va πι Ausgang des UND-Gliedes 4g gelangt das iHiji Signal auf den ersten Eingang eines UNIJ^CaIled.es ^ zweiter Eingang mit dem Ausgang einer digitalen ATbtagtha.lteschaltung 5k verbunden ist» Per Abtasthaltesqhaltuiig 54 wird ^u Abtastung das zuriickge-wpnriene Steuersignal St zur Erkennung der gewählten Codierung zugeführt« Um das Steuersigiia,! für die Dauer einer ganzen Zeile für die zu erfolgende Deeodieruilg zur Verfügung zu haben, wird die Abtasthalteschaltung 54 vom Zeilensynchronisationssignal so gesteuert» daß sie nur am Anfang einer neu zu decodierenden Zeile das Steuersignal St abfragt/.und dieses Signal für die Dauer der Zeilenw"iadergabe an die ODER-Schaltung 51 abgibt. Gleichzeitig wird das durch das Negationsglied 49 invertierte Ausgangssignal der 'Abtast-· halteschaltung ^4 dem TIND-sGlied 50 an seinem ersten Eingang

mit

zugeführt. Der zweite Eingang ist/dem Ausgang des Antivalenzgliedes 45 verbunden· Die Ausgänge der UND-Glieder 50 und 51 bilden die Eingänge eines ODER-Gliedes 52_? dessen Ausgangssignal 46 der Bildwiedergabe-Einrichtung zugeführt wird.

Der Ausgang des ODER-Gliedes 52 ist gleichzeitig mit dem Eingang einer Verzögerungsschaltung 44 verbunden» Diese kann

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beispielsweise als Schieberegister mit go viel Stellen wie Abtastpunkte ^e Zeile vorgesehen sind, ausgelsiIdet sein und durch den. Abtasttakt T gesteuert werden. Der Ausgang des Schieberegisters 44 führt zum zweiten Eingang der "bereits genannten Antivalenzgliedes 4-5.

Schieberegister 44· und Antivalenzglied 4-5 dienen zur Decodierung des Relevanzsignals der Adresscodierung. Hierzu wird das Register 44- izlt dem decodierten Aus gangs signal 46 gespeist und liefert an seinem Ausgang das Signal 47. Das Antivalenzglied 45 bildet nun beim Auftreten einer Relevanzneidung das binäre Komplenent des entsprechenden Binär— zeichens des Signals 47 und liefert an seinen Ausgang das deccdierte Signal 48.

In Laufe jeder Zeile liefert eines der beiden Signale 4J. und 43, je nach dem jeweils zu decodierenden Code das richtige decodierte Faksimilesignal.

Kit Hilfe eines aus den Verknüpfungsgliedern 49, 50, 5*1 und 52 gebildeten Umschalters wird nun das decodierte Faksimilesignal zum Ausgang des Decodierers durchgelassen. Der Umschalter v.^Tira vom übertragenen Codeerkennungssignal St gesteuert,

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das während einer ganzen Zeilendauer im Speicher ^k festrcha.itcn wird.

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Claims

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Pat entansprüche

Verfahren zur Codierung von Faksimilesignalen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastwerte jeder Zeile eines zu übertragenden Bildes komprimiert werden und daß je nach dem Ergebnis eines Entscheidungskriteriums die Kompression entweder durch die an sich bekannte Run-Längen-Codierung oder durch die an sich bekannte Adresscodierung der Differenzele— mente zweier benachbarter Zeilen durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entscheidungskriterium für die Art der Codierung durch einen Vergleich der Anzahl der für jeden der zwei möglichen Code notwendigen Codeworte gebildet wird und jeweils diejenige Codierung gewählt wird, welche die geringste Anzahl Codewörter je Zeile enthält»

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Art der erfolgten Codierung durch ein Zusatzsignal mit übertragen wird.

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4, Anordnung zur Durchführung; des Verfahrens nach Ae? Ansprüche 1 "bis -% dadurch,> gekennzeichnet, daß sende« seitig die Abtastsignale gleichzeitig einem Schieberegister (2), welches so viele stellen aufweist wie Abtastpunkte in einer Zeile vorhanden sind-, und einem 2~stufigen Schieberig^ gister (4) zugeführt werden, .-■·■■ ' daß jeweils ein Antivalenz-Glied (3 bzw, 7)ait seinen bei« den Eingängen zum einen am Eingang der'Schieberegister (2 bzw. 4) und zum anderen an deren Ausgang angeschlossen ist * wobei das am Schieberegister (2) angeschlossene Antivalenz-G-lied (3) Eelevanzsignale (6) jeweils zweier benachbarter Zeilen an den ersten Eingang eines Zahlers (9) abgibt und das am Schieberegister (4) angeschlossene Antivalenzglied (7) Relevanzsignale (8) benachbarter Abtastpunkte einer Zeile an den zweiten. Eingang des Zählers (9) abgibt, daß der Zähler (9) die Differenz beider Signale (6, 8) bildet und am Ende einer abgetasteten. Zeile entsprechend dem Vorzeichen der Differenz ein Signal einer digitalen Abtasthalte schaltung (11) anbietet, welche dieses Signal für die Dauer einer abgetasteten Zeile speichert und daß die Ausgänge der Abtasthalteschaltung (11) mit ihren Signalen (12, 13) entgegengesetzten Vorzeichens die Ausgabe der Signale entweder der Run-Längen—Codierung oder der Adresscodierung in an sich bekannter Weise veranlassen.

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5, Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch zeichnet, daß der Run-Längen-Codier er an das gister (2), welches zur Bildung des Relevansaignals für die Adresscodierung dient, angeschlossen ist,und nur dung des zeilenrichtigen Adresscodes der Ausgang de» valenzglledes (6) mit dem Eingang eines Schieberegisters (20), dessen Stellenzahl mit der Anzahl der vorgesehenen Abtaetpunkte übereinstimmt, verbunden ist, wobei der zeilsarichtige Adresscodo am Ausgang des Schieberegisters (20) ssur Verfügung steht«

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