DE2402102A1 - Verfahren und vorrichtung zur verminderung der redundanz graphischer daten bei faksimile-systemen - Google Patents

Description

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5chnad:enhoisir. 27 - Tel. 617079

16. Januar

Gzt/lia.

Litton Industries, Inc., Beverly Hills, Californien, U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung der Redundanz graphischer Daten bei Faksimile-Systemen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verminderung der Redundanz graphischer Daten bei Faksimile-Systemen und bezieht sich insbesondere auf ein optisches Faksimile-System, das ein Schriftstück optisch mit einer konstanten Geschwindigkeit abtastet, um in hohem Maße veränderliche schwarze und weiße graphische Informationen in Daten umzuwandeln, die durch Beseitigen der in den Informationen enthaltenen graphischen Redundanz komprimiert werden. Durch optische Abtastung gewonnene graphische Informationen können in Speichern abgespeichert und dann vor der Übertragung zu einem Empfänger verarbeitet oder aufbereitet werden. Die Aufbereitung wird zur Komprimierung der graphischen Informationen \^rorgenommen, damit die anfallenden digitalen Daten mit konstanter übertragungsgeschwindigkeit über Ubertragungseinrichtungen, wie etwa Sender und Empfänger verbindende Leitungen, übertragen werden. Aufgrund der Aufbereitung der graphischen Informationen zur Erzielung einer übertragung mit im wesentlichen konstanter Übertragungsgeschwindigkeit können billige, selimalbandigs Übertragungsleitungen wie die Sprechkanäle von Standard—Fernsprech— leitungen zur Verbindung des Senders mit dem Empfänger ver-. wendet werden, während normalerweise für die gleiche Übertra-

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gungszeit Breitbandkanäle (k8 klxz) erforderlich wären. Alternativ könnte das System zum Erzielen höherer Übertragungsgeschwindigkeit en über einen Breitbandkanal eingesetzt werden.

Bei üblichen Faksimile-Geräten wird ein Schriftstück, wie etwa eine Zeitung, so abgetastet, wie eine Person sie liest, nämlich von links nach rechts und von oben nach unten. Der Faksimile-Abtaster tastet einzeln und aufeinanderfolgend Millionen schwarzer und weißer Abtastflächen oder Bildelemente zwecks sequentieller Übertragung und Wiedergabe im Empfangsgerät ab. Dieses sequentielle Verfahren erfordert eine Übertragungsbandbreite von 48 kHz zur Einhaltung einer konstanten Übertragungsgeschwindigkeit, was der Bandbreite von zwölf Sprechkanälen entspricht.

Es ist bekannt, die Anzahl einzelner, graphische Daten darstellender Signale, die bei einem Faksimile-System übertragen werden sollen, durch Codieren aufeinanderfolgender weißer Bildelemente zu reduzieren, während aufeinanderfolgende schwarze Bildelemente auf einer Eins-zu-Eins-Basis übertragen werden. Das bedeutet, daß jedes schwarze Bildelement als eine Zahl, z.B. als binäre 1 übertragen wird, während aufeinanderfolgende weiße Bildelemente gezählt werden und das Zählergebnis in Form einer binären Zahl übertragen wird. Diese Anordnung eignet sich zur übertragung von Schriftstücken, die lediglich einen spärlichen schwarzen Text auf einem weißen Hintergrund aufweisen. Das reine Zählen weißer Bildelemente während schwarze Bildelemente als echte Daten übertragen werden, erweist sich jedoch als unbefriedigend für Material, das Grautöne enthält, was z.B. bei der Übertragung von Abbildungen von einer Zeitung, der Seite eines Magazins oder bei sehr dichtem

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Text auftritt. Die Abbildungen können z.B. 20 % einer bedruckten Seite einnehmen und müssen mit einer höheren Auflösung übertragen werden als für den verbleibenden Text auf der Seite vertretbar ist.

Ein weiteres Gerät des Standes der Technik zur Übertragung von Textmaterial arbeitet mit zwei unterschiedlichen Übertragungsgesehwindigkeiten. Daten, die eine größere weiße Fläche repräsentieren, werden mit einer hohen Übertragungsgeschwindigkeit übertragen. Treten abwechselnd schwarze und weiße Bildelemente auf, so werden sie mit einer niedrigeren Geschwindigkeit abgetastet und übertragen. Diese Anordnung liefert keine genaue graphische Wiedergabe und ist bei der Übertragung von Grautönen oder eines Textes hoher Dichte nicht sehr leistungsfähig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Faksimile-System mit Daten-Komprimierung zu schaffen, das insbesondere für.die Abtastung und Übertragung sowohl von Textmaterial geringer Dichte als auch von Grautöne enthaltendem Material geeignet ist und durch ein verbessertes Verhältnis von Bandbreite zu Übertragungsgeschwindigkeit die Benutzung der Sprechkanäle von Fernsprech-Übertragungseinrichtungen erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Gerät zur Umsetzung der von einem Aufzeichnungsträger zugeführten Informationen in digitale Signale eine Abtasteinrichtung zur Abtastung des Aufzeichnungsträgers entlang aufeinanderfolgender benachbarter länglicher Streifen oder Bänder aufweist, um für jeden Streifen digitale Daten zu liefern, die die von der Abtasteinrichtung abgetasteten Informationen darstellen, wie sie von dem Streifen zugeführt werden, und daß

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eine Verarbeitungs- oder Aufbereitungseinrichtung die zugehörigen Daten einer jeden aufeinanderfolgenden Gruppe von zumindest zwei aufeinanderfolgenden Streifen derart kombiniert, daß für eine jede solche Gruppe digitale Signale erzeugt werden, die die Durchschnittswerte der auf den aufeinanderfolgenden Abtastflächen des Aufzeichnungsträgers enthaltenen Informationen entlang einer im wesentlichen mit der Gruppe übereinstimmenden Zone darstellen.

Das Gerät kann mit einer Detektor—Einrichtung ausgerüstet sein, um das Änderungsmaß oder die Änderungsrate der digitalen Daten zwecks Unterscheidung zwischen Material hoher Dichte, wie etwa Grautöne aufweisendes Material, und Material niedriger Dichte, wie etwa Textmaterial,zu erfassen. Die Detektor-Einrichtung ist vorzugsweise derart angeordnet, daß sie die Verarbeitungs- oder Aufbereitungseinrichtung beim Erfassen von Material hoher Dichte zumindest teilweise überbrückt, so daß die Flächenmittelung lediglich bei Material geringer Dichte vorgenommen wird. Auf diese Weise wird für Material hoher Dichte eine höhere Auflösung erreicht, wodurch eine leistungsfähigere Datenübertragung ermöglicht wird.

Vorzugsweise verschachtelt oder überlappt die Verarbeitungseinrichtung die Datenbits des Streifens einer Gruppe und verarbeitet dann Bit-Serien der daraus resultierenden Folge verschachtelter Bits, um eine Flächenmittelung zu erzielen. Bei der Betriebsart, bei der Daten hoher Dichte erfaßt werden, kann die Verschachtelung der Bits noch durchgeführt werden, die daraus folgende Verarbeitung oder Mittelung der Bits wird jedoch nicht vorgenommen. In einem Empfänger können die ver-

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sehachtelten Bits vor der Speicherung oder Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsträger wieder geordnet oder entziffert werden.

Diese Vorgänge sind Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Umsetzung der von einem Aufzeichnungsträger zugeführten Informationen in digitale Datenbits, bei dem der Aufzeichnungsträger zur Erzeugung von Datenbits abgetastet wird, die die abgetasteten Informationen repräsentieren, wobei das Abtasten mit einer bestimmten Auflösung entsprechend den Abtastvorschüben in Abtastrichtung pro Einheitsfläche des Aufzeichnungsträgers durchgeführt wird, bei dem erfaßt wird, ob die einer Datendichte auf dem Aufzeichnungsträger entsprechenden Datenbits unterhalb eines bestimmten Niveaus liegen oder nicht und bei dem eine elektronische Verarbeitung der Datenbits erfolgt, wenn eine Aufzeichnungsdichte unterhalb dieses den Bits zugeordneten Niveaus erfaßt wird, um eine Reduzierung der Abtastvorsehübe in Abtastriehtung pro Einheitsfläche des Aufzeichnungsträgers zu simulieren. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Empfangs- oder Aufzeichnungsgerät zur Umsetzung digitaler Signale in Informationen auf einem Aufzeichnungsträger geschaffen, das eine Aufzeichnungseinrichtung aufweist, die Aufzeichnungs-Vorsehübe auf einem Aufzeichnungsträger entlang aufeinanderfolgender, benachbarter, länglicher Streifen des Aufzeichnungsträgers ausführt, um in den Streifen die der Aufzeiehnungseinriehtung zugeführten, den digitalen Daten entsprechenden Informationen aufzuzeichnen, sowie eine Signal-Verarbeitungseinrichtung zur Erzeugung derartiger

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digitaler Daten für aufeinanderfolgende Gruppen der Streifen aus entsprechenden Sätzen digitaler Signale, wobei die Verarbeitungseinrichtung im wesentlichen die gleichen digitalen Daten für jeden Streifen einer Gruppe erzeugt, damit die von jedem Satz digitaler Signale zugeführten Informationen im wesentlichen in jedem Streifen der dem Satz zugeordneten Gruppe wiederholt werden.

In einem Falle wie dem oben betrachteten, in dem sowohl flächengemittelte als auch nicht-fläehengemittelte Daten übertragen werden, kann das Aufzeichnungsgerät derart ausgestaltet sein, daß es auf eine alternative Betriebsart der Y^rerarbeitungseinrichtung bei nicht-flächengemittelten Daten umschaltet, damit die ankommenden Bits geordnet und in der angemessenen Reihenfolge aufgezeichnet werden, ohne die Daten in der für gemittelte Daten beschriebenen Aufzeichnungsweise zu wiederholen.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Faksimile-Systems weist Einrichtungen zum optischen Abtasten eines zu übertragenden Schriftstückes und/oder zum Abtasten eines lichtempfindlichen Blattes auf, auf dem die empfangenen Informationen aufgezeichnet werden sollen. Das optische Abtastsystem enthält eine Einrichtung zur Ablenkung eines optischen Abtaststrahls und im Falle der Übertragung bzw. des Sendens eine Einrichtung zum Umsetzen der von dem Strahl erfaßten schwarzen und weißen Informationen des abgetasteten Dokumentes in Datenbits. Die Datenbits werden in mehreren Speichern sequentiell abgespeichert, wobei die Speicher jeweils die aus entsprechenden Linien einer Gruppe von Abtastlinien des Schriftstückes extrahierten Daten aufnehmen. Die abgespeicherten Daten werden aus den Speichern mittels einer logischen Auswahlschaltung ausgelesen, die fest-

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legt, ob die Auflösung mittels einer in der logischen Auswahlschaltung enthaltenen Hauptentscheidungslogik verringert werden soll oder ob die Daten stattdessen direkt einem Codierschaltkreis zwecks Komprimierung vor der Übertragung zugeführt werden sollen. Liegt Textmaterial vor, so wird die besonders hohe Auflösung von der Ilaupt-Entscheidungs-Logikschaltung reduziert, um sie dem Codierschaltkreis zwecks weiterer Komprimierung zuzuführen. Bei photographischem Material mit Grautönen werden die Datenbits ohne Datenreduktion dem Codierschaltkreis zugeführt, und zwar zwei Abtastlinien zugleich durch abwechselndes Auslesen eines Datenbits aus jeweils einem von zwei Speichern. Dieses abwechselnde Auslesen, im folgenden als "Wobbel-Abtastung" bezeichnet, wird auch für Material geringerer Dichte verwendet und stellt einen ersten Schritt zur Komprimierung der aus zwei Abtastlinien gewonnenen Daten vor der Übertragung dar. Auf diese Weise kann die Übertragungsgeschwindigkeit digitaler Daten über eine Standard-Fernsprechleitung konstant gehalten werden, während die übertragenen graphischen Daten entweder komprimiert werden, wenn es sich um Grautöne darstellende Daten handelt, oder zusätzlich um einen Faktor vier komprimiert werden, wenn es sich um Textdaten handelt.

Bei Material niedriger Dichte mittelt die Hauptentscheidungslogik vorteilhafterweise einen jeden Satz aus vier aufeinanderfolgenden Datenbits der durch die Wobbel-Abtastung erzeugten Bitserien.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.

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Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des mechanischen Teils des erfindungsgeinäßen Faksimile-Systems,

Fig. 2 eine schematische Darstellung in Verbindung mit einem Blockschaltbild zur Verdeutlichung des Sendebetriebs,

Fig. 3a» 3b und 3c schematische Diagramme, wobei

Fig. 3a die tatsächlichen Abtastbahnen eines Schriftstückes und

Fig. 3b und 3c die von einer elektronischen Einrichtung erzeugten effektiven Abtastbahnen bei zwei alternativen Betriebsarten des Systems nach Fig. 2 darstellen,

Fig. 4 ein dem Blockschaltbild nach Fig. 2 ähnliches Blockschaltbild zur Verdeutlichung des Empfangsbetriebs,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Hauptentseheidungslogik des Faksimile-Systems nach Fig. 2, und

Fig. 6 ein Blockschaltbild der Codierlogik des Faksimile-Systems nach Fig. 2. ■

In Fig. i ist ein Faksimile-System im Sendebetrieb gezeigt. Ein Schriftstück 10, wie etwa eine Seite eines Magazins oder einer Zeitung wird optisch abgetastet. Das Schriftstück 10 ist auf der zylindrischen Oberfläche einer drehbaren Walze 12 angebracht, die mit konstanter Umlaufgeschwindigkeit von einem

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Elektromotor 14, z.B. einem Synchronmotor, angetrieben wird. Das auf der Walze befestigte Schriftstück 10 wird mittels eines aus elektromagnetischer Energie bestehenden Strahles abgetastet, in diesem Falle mittels Licht, das von einem optischen Abtastkopf l6 erzeugt wird. Der optische Abtastkopf l6 weist eine Basis 18 auf, die in geeigneter Weise mit einer Führungs- oder Leitspindel 20 verbunden ist, um die Basis parallel zur Rotationsachse der Walze 12 bewegen zu können. Die Leitspindel wird von einem Leitspindelmotor 22, wie etwa einem Schrittmotor, angetrieben.

Das Schriftstück 10 wird von einer Lichtquelle 24 beleuchtet, deren Licht mittels einer Konvexlinse 30 gebündelt wird, um eine kleine Fläche auf dem Schriftstück i0 zu beleuchten. Es ist ersichtlich, daß in diesem Falle beispielhaft ein Punkt-Projektionssystem betrachtet wird, jedoch können auch andere Abtastmethoden verwendet werden. Das von der beleuchteten Fläche des Schriftstückes 10 reflektierte Licht wird mittels einer zweiten Konvexlinse 32 auf einen festen Spiegel 34 gerichtet, von dem das Licht auf die Oberfläche eines drehbar befestigten Spiegels 36 mit geringer Trägheit reflektiert wird. Vom drehbaren Spiegel 36 werden gebündelte Lichtstrahlen in Richtung einer Lochscheibe 38 reflektiert und gelangen durch eine Öffnung in der Lochscheibe in ein schwarzes Gehäuse 40, das eine Fotozelle 42 umschließt. Der Spiegel 36 ist drehbar an einem d'Arsonval- oder Drehspul-Galvanometer angebracht, das einen länglichen, C-förmigen Tragrahmen 44 mit einer Spule 46 aufweist, die zwischen den Beinen des C-förmigen Rahmens an feinen Tragfäden 48 aufgehängt ist. Der Spiegel 36 ist fest aja oberen Tragfaden 48 befestigt. Magnetische Nord- und Südpole 50 erzeugen ein Magnetfeld, in dem sich die Spule 46 befindet. Die

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Dreh-Ablenkung des Spiegels 36 stellt den optischen Weg zwischen der Fotozelle 42 und dem Schriftstück 10 ein, und gestattet damit eine punktweise Abtastung einer vorgegebenen Fläche oder eines Bildelementes 51 während der Sendephase, wie im folgenden beschrieben wird.

Arbeitet das Faksimile-System im Empfangs- bzw. Aufzeiehnungsbetrieb, so wird das Schriftstück 10 durch ein Blatt aus lichtempfindlichem Film oder Papier ersetzt. Das von einer von empfangenen Signalen betätigten Glimm-Modulatorröhre 52 ausgesandte Licht wird mittels einer Lochscheibe 54 auf den drehbaren Spiegel 36 und dann mittels des festen Spiegels und der Linse 32 auf das auf der Walze 12 befestigte lichtempfindliche Blatt gerichtet. Das Galvanometer verschiebt den Punkt 51» bei dem die von dem Glimm—Modulator 52 erzeugte Licht-Strahlungsenergie auf das lichtempfindliche Blatt 10 fokussiert ist, zur Steuerung des genauen Aufzeichnungspunktes, wie im folgenden beschrieben wird.

Die genaue Position des optischen Abtastpunktes 51 wird von einer itückkopplungs-Anordnung gesteuert. Diese Anordnung weist eine Codierskala 56 auf, die eine transparente Meßlatte mit in gleichem Abstand angeordneten Skalenabschnitten sein kann. Die Basis 18 bewegt sich relativ zur Codierskala 56. Ein an der Basis 18 befestigter Codierkopf 58 tastet die Codierskala ab, um ein digitales Iiückkopplungs signal zu liefern, das die Stellung des Codierkopfes, bezogen auf die feststehende Codierskala,angibt. Der Codierkopf weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Lichtquelle 60, eine Lochscheibe 62 und eine Fotozelle 64 auf. Wird der Codierkopf relativ zur Codierskala

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bewegt, so unterbrechen die darauf befindlichen Skalenteile die Beleuchtung der Fotozelle 6h und erzeugen damit impulsförmige Ausgangssignale, die in einem geeigneten digitalen Zähler gezählt werden können.

Die bisher beschriebene mechanische Anordnung stellt die optische Abtasteinrichtung für ein Faksimile-System dar, das in der Lage ist, ein zu übertragendes Schriftstück abzutasten und die auf dem Schriftstück befindlichen schwarzen und weißen Informationen in zwei-pegelige Spannungssignale umzusetzen, wobei z.B. ein positiver Spannungspegel die schwarzen Bildelemente des Schriftstücks und ein Nullpegel die weißen Bildelemente repräsentiert. Die bisher beschriebene Anordnung ist ebenfalls in der Lage, dunkle und helle Flächen auf einem lichtempfindlichen Blatt aufzuzeichnen, wenn ein empfangenes zweipegeliges Signal dem Glimm-Modulator 52 zugeführt wird, um ihn ein- oder abzuschalten.

In Fig. 2 ist die elektronische Schaltung für den Sendebetrieb des Faksimile-Systems dargestellt. Das Schriftstück 10 mit einem Grautöne aufweisenden Bild 128 ist auf der Walze 12 befestigt und wird mit konstanter Umlaufgeschwindigkeit von dem Walzenmotor lh gedreht. Der Walzenmotor lh wird von einem Systemtaktgeber 66 angetrieben, dessen Ausgangs-Taktfrequenz mittels eines Teilers 68 auf eine geeignete Frequenz heruntergeteilt und von dem Verstärker 70 verstärkt wird. Der Ausgang des Systemtaktgebers 66 ist außerdem über den Teiler 68 zu einem Eingangsanschluß eines NAND-Gliedes lh geführt, dessen Ausgang über einen Verstärker 76 am Leitspindel-Schrittmotor 22 anliegt. Wie bereits erwähnt, treibt der Leitspindel-Schritt-

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motor 22 die Leitspindel 20 an, wodurch der optische Abtastkopf 16 über das Schriftstück 10 verschoben wird, während das Schriftstück von der Walze 12 gedreht wird.

Das Ausgangssignal der Fotozelle 42 innerhalb des optischen Abtastkopfes 16 wird einem Signalverstärker 78 zugeführt, dessen Ausgang über einen Schwellenwert-Schaltkreis 80, wie etwa einen Schmitt-Trigger, an einer impulsformenden, bistabilen Schaltung 82 anliegt. Der Ausgang der bistabilen Schaltung 82 liegt an einer Lade-Logikschaltung 72, wobei die Schaltkreise 82 und 72 vom Systemtaktgeber 66 gesteuert werden. Die Lade-Logikschaltung 72 besteht einfach aus vier Schalter-Schaltkreisen zur Zuführung der verstärkten und geformten Signale der Fotozelle 42 in Form digitaler Datenbits zu vier Speichern 84, 86, 88 und 90, wobei zu einer Zeit nur einem Speicher Signale zugeführt werden. Die Speicher speichern die Daten entsprechender Abtastlinien entlang des Umfanges der Walze ab. Sind die Daten von vier Linien in den Speichern abgespeichert, so ersetzen die Daten einer fünften Linie die Daten im Speicher 84, die Daten einer sechsten Linie die Daten im Speicher 86 usw..

Der Ausgang eines jeden Speichers liegt an einer Lese-Steuerschaltung 92, die das Auslesen der vier Speicher steuert, und zwar jeweils zwei zu gleicher Zeit. Die Lese-Logikschaltung arbeitet in zwei Betriebsarten, die abwechseln und von dem Taktgeber 66 über ein NAND-Glied IiO gesteuert werden. Bei der einen Betriebsart, die verwendet wird, wenn die Daten zweier aufeinanderfolgender Abtastlinien sich in den Speichern 84 und 86 befinden, verbindet die Schaltung 92 den ersten Speicher 84 und den zweiten Speicher 86 mit einem Wobbel-Abtaet-

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Selektionsschaltkreis 93. Der Schaltkreis 93 kombiniert die Datenbits durch Versehachtelung, worauf sie über eine einzige Leitung einem Laufzeit- oder Verzögerungsglied 9k und darauf der liauptentscheidungs-Logiksehaltung 96 zugeführt werden. Bei der anderen Betriebsart, die verwendet wird, wenn die Daten zweier aufeinanderfolgender Abtastlinien sich in den Speichern 88 und 90 befinden, verbindet die Schaltung 92 den dritten Speicher 88 und den vierten Speicher 90 mit dem Schaltkreis Ihre Datenbits werden ebenfalls in dem Wobbel-Abtast-Selektionsschaltkreis 93 kombiniert und mittels der einzigen Leitung über das Verzögerungsglied 94 der iiauptentscheidungs-Logikschaltung 96 zugeführt.

Der Ausgang der Eauptentseheidungs-Logikschaltung 96 wird einem Codier-Logikschaltkreis 98 zugeführt. In dem Codierschaltkreis 98 werden die digitalen Datenbits zu einem Binärcode codiert, der die Anzahl der Bildelemente darstellt, bevor die Datenbits ihren Spannungspegel ändern, und zwar wird die Codierung derart vorgenommen, daß der Betrag an Daten reduziert wird, die über eine Datenübertragungsleitung 100, welche mit einem Ausgang des Codiersehaltkreises 98 verbunden ist, übertragen werden. Der Ausgang des Codier-Logikschaltkreises 98 wird von einem Leitungstaktgeber, der mit der Schaltung bei 101 verbunden ist, gesteuert, während der Eingang des Codier-Logikschaltkreises 98 vom Systemtaktgeber 66 über die Schaltkreise 110, 111 und 108 gesteuert wird.

Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht der von der Schaltung 98 verwendete Binärcode aus Worten, die jeweils aus fünf Bits zusammengesetzt sind. Stattdessen kann jedGch auch ein

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aus sieben Bit bestehendes oder längeres Wort verwendet werden. Die weißen Bildelemente eines Schriftstückes 10 werden bei dieser Ausführungsform von einem Null-Bit dargestellt. Aufeinanderfolgende Null—Bits, die z.B. einem Rand entsprechen, werden in dem Codier-Logikschaltkreis 98 gezählt und in ein binäres Wort umgesetzt, das die Anzahl der den weißen Bildelementen entsprechenden Bits angibt. Bei Verwendung eines fünfstelligen Codes können Serien von bis zu 31 Bildelementen in einem Wort codiert werden. Wird ein siebenstelliger Code verwendet, können bis zu 127 Bildelemente in einem Wort codiert sein. In ähnlicher Weise wird auch die Anzahl aufeinanderfolgender schwarzer Bildelemente zu einem binären Wort codiert.

Ein bedrucktes Schriftstück, das keine Grautöne aufweist, wird oft derart übertragen, daß die Anzahl der weißen Bildelementen entsprechenden Bits als binäres Wort und die Anzahl der schwarzen Bildelementen entsprechenden Bits nicht codiert übertragen werden. Die vorliegende Ausführungsform codiert nicht nur die weißen und schwarzen Bildelementen entsprechenden Bits, sondern geht noch darüber hinaus. Sie weist vier Speicher 84, 86, 88 und 90 zum Speichern der von den aufeinanderfolgenden Abtastlinien auf der Peripherie der Walze 12 beim Vorschub des optischen Abtastkopfes i6 über das Schriftstück 10 erzeugten, den schwarzen und weißen Bildelementen entsprechenden Datenbits auf. Es ist ersichtlich, daß diese Anordnung eine zusätzliche Komprimierung der zu sendenden Daten außer der bereits erwähnten Komprimierung durch Codierung der Länge (Anzahl der Bits) der abgetasteten Daten ergibt. Diese zusätzliche Komprimierung stellt eine Flächen-Komprimierung dar, bei der Daten benachbarter Abtastlinien miteinander kombiniert werden.

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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird jedes Schriftstück mit einer festen Abtastrate, z.B. mit 1200 Abtastlinien auf 2,54 cm abgetastet, wobei Linie für Linie innerhalb einer bestimmten Zeit abgetastet wird. Die den schwarzen und weißen Bildelementen entsprechenden von einer ersten Abtastlinie 84' erzeugten Datenbits werden verstärkt, die Impulse geformt und dann mittels der Lade-Logikschaltxmg 72 dem ersten Speicher gesteuert durch den Systemtaktgeber 66 zugeführt, der die Länge eines jeden Bildelementes 51 in einer jeden Abtastlinie festlegt (siehe Fig. 3a). Ist der Speicher 84 vollständig mit den auf der Abtastlinie 84' enthaltenen Informationen angefüllt, wird vom Lade-Logikschaltkreis 72 über eine Leitung 103 ein Signal an einen Zähler 102 abgegeben. Dieses Signal zählt den Zähler um einen Wert k höher und veranlaßt, daß ein digitales Signal einem Digital-Analog-Umsetzer 104 zugeführt wird. Das von dem Digital-Analog-Umsetzer 104t abgegebene Signal wird der Galvanometerspule 46 zugeführt, wodurch der Galvanometerspiegel 36 leicht gedreht wird, um das von der nächsten Linie 86' reflektierte Licht über die Linse 32 auf die Fotozelle 42 zu richten. Somit enthält das auf die Fotozelle 42 fallende Licht nun die in der Abtastlinie 86' enthaltenen Informationen. Diese Informationen werden dann von dem Lade-Logikschaltkreis 72 zur Speicherung zum zweiten Speicher 86 übertragen. In ähnlicher Weise werden die auf den Abtastlinien 88^! und 9O¹ enthaltenen Informationen innerhalb des dritten Speichers 88 und des vierten Speichers 90 abgespeichert, nachdem die vorausgehend in diesen Speichern abgespeicherten Informationen von dem Lese-Logikschaltkreis 92 ausgelesen worden sind. Dieses Auslesen wird vorgenommen, während die Speicher 84 und 86 geladen werden.

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Gesteuert von der Lese-Logikschaltung 92 werden Informationen, die nacheinander Linie für Linie innerhalb des ersten Speichers 84 und des zweiten Speichers 86 abgespeichert worden sind, nun gleichzeitig aus diesen Speichern ausgelesen, dem Wobbel—Abtast-Selektionsschaltkreis 93 und von dort der Ilauptentscheidungs-Logikschaltung 96 zugeführt. In Fig. 3b ist dargestellt, auf welche Weise der Wobbel-Abtast-Selektionsschaltkreis die Speicher abtastet. Hierbei wird eine Information in Form eines ein Bildelement 51 auf der Abtastlinie 84' darstellenden Datenbits zunächst von dem Schaltkreis 93 aus dem Speicher 84 ausgelesen, dann wird das nächste Datenbit der nächsten Abtastlinie 86' aus dem Speicher 86 ausgelesen, worauf ein zweites Datenbit

element aus dem Speicher 86, das das nächste Bild-/der Abtastlinie 86' darstellt, ausgelesen wird, ein zweites Datenbit aus dem Speicher 84, das das nächste Bildelement der benachbarten Abtastlinie 84^! darstellt, ausgelesen wird usw.. Auf diese Weise werden die Bits zweier Linien paarweise miteinander verschachtelt.

Diese Informationen werden über ein ODER-Glied 106 einem Detektor 108 zugeführt, der die Durchläufe pro 2,54 cm Bildbreite erfaßt. Der Detektor 108 wird von einem Taktsignal des Systemtaktgebers 66 angesteuert, das über ein NAND-Glied 110 und einen Teiler 111 zugeführt wird. Das NAND-Glied 110 wird ebenfalls von einem Steuersignal des Codier-Schaltkreises 98 angesteuert. Der Detektor zur Erfassung der Durchläufe pro 2,54 cm Bildbreite weist einen vorwärts und rückwärts zählenden Zähler auf, der die von dem ersten und zweiten Speicher empfangenen Impulse mit den geteilten Taktimpulsen vom NAND-Glied 110 und dem Teiler 111 vergleicht. Verlaufen die Abtastlinien 84· und 86' auf der Fläche 112 in Fig. 2 über gedrucktem Textmaterial,

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so weisen die von der Lese-Logiksclialtung 92 übertragenen Informationen eine geringe Informationsdichte bzw. einen geringen Informationsgehalt auf, wodurch die Anzahl der dem Detektor vom ODER-Glied 106 zugeführten Impulse etwas unterhalb der Anzahl der Impulse liegt, die vom Teiler 111 zugeführt werden. In diesem Falle ist der Ausgang des Detektors 108 positiv, um die Hauptentscheidungs-Logikschaltung 96 freizugeben.

In Fig. 3c ist die Wirkungsweise der Kauptentscheidungs-Logikschaltung 96 dargestellt. Die Fig. 3c zeigt, daß die verschachtelten Daten der Abtastlinien 84' und 86' von der Hauptentscheidungs-Logikschaltung 96 in Gruppen zu jeweils vier kombiniert werden, wenn die Schaltung bei Vorliegen von Daten geringer Informationsdichte freigegeben ist. Das bedeutet, daß vier im ersten Speicher 8h und zweiten Speicher 86 abgespeicherte Informationsbits zu einem Bit kombiniert werden, das ein aus vier Bildelementen bestehendes Segment 114 darstellt. Diese Kombination wird mittels eines in Fig. 5 dargestellten Vier— Bit-Zählers 116 erreicht, dem eine Gruppe aus vier aufeinanderfolgenden Ausgangs-Datenbits von dem Wobbel-Abtast-Selektionsschaltkreis 93 und dem Verzögerungsglied 94 zugeführt wird. Der Zähler Il6 zählt lediglich die schwarzen Bildelementen entsprechenden Bits und führt den Zählerstand in Form positiver Spannungsimpulse einem Decodierer 118 zu, dessen Ausgang positiv wird, wenn mehr als zwei positive Bits empfangen werden. Der Decodierer 118 ist mit einem Ein-Bit-Speichersehaltkreis 120 verbunden. Der Vier-Bit-Zähler Il6 wird durch Taktsignale vom NAND-Glied 110 gesteuert, die ebenfalls einer Teilerschaltung 122 zugeführt werden, die eine Teilung mit dem Divisor vier vornimmt. Die Ausgangssignale der Teilerschaltung 122

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stellen den Vier—Bit-Zähler 116 und den Ein-Bit-Speicherschalt— kreis 120 zurück. Der Ein-üit-Speicherschaltkreis 120 ist mit einem Daten-Selektionsschalter 124 verbunden, der ebenfalls einen Eingang direkt vom Verzögerungsglied 9^ über ein Vier-Bit-Verzögerungsglied 126 erhält. Liegt der positive Freigabe-Impuls des Detektors 108 am Daten-Selektionsschalter ±2h an, so leitet der Schaltkreis das Signal des Ein-Bit-Speicherschaltkreises 120 zum Codier-Logikschaltkreis 98 weiter, um das Ergebnis der Hauptentscheidung abzugeben, die auf der Information beruht, die in den vier dem Zähler 116 zugeführten Bits enthalten ist.

Das Ergebnis der Ilauptentscheidung bestimmt den Spannungspegel des vier Bildelemente repräsentierenden Segmentsignals des ilauptentscheidungs-Logikschaltkreises 96. Dieses Segmentsignal ist eine eine weiße Bildfläche bezeichnende "0", wenn kein Bit oder lediglich ein der dem Zähler II6 zugeführten vier Bits eine ein schwarzes Bildelement darstellende "1" ist und der Ausgang des Decodierers 118 auf "0" verbleibt oder niedrig ist. Das Segmentsignal ist eine eine schwarze Bildfläche darstellende "i^!t, wenn drei oder vier der dem Zähler 116 zugeführten vier Bits eine "1" sind und der Ausgang des Decodierers 118 erhöht ist. Stellen zwei Bits schwarze Bildelemente dar und haben den Wert "1", so nimmt das Ausgangssignal den gleichen Wert an wie das vorherige vier Bildelemente bezeichnende Segmentsignal, da das vorausgegangene Signal des Ein-Bit-Speicherschaltkreises 120 zum Decodierer 118 zurückgeführt wird, um den Zählerstand zu erhöhen, falls das vorausgegangene Segmentsignal eine schwarze Bildfläche bezeichnet hat bzw. um den Zählerstand unverändert zu lassen, wenn das vorausgegangene Segmentsignal

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eine weiße Bildfläche bezeichnet hat.

Das Verzögerungsglied 94 dient dazu, dem Detektor zur Erfassung der Durchläufe pro 2,54 cm genügend Zeit zu verschaffen, einen übergang oder Wechsel von normalen schwarzen und weißen Druck-Daten zu Grauton- oder Halbton-Daten wahrzunehmen. Wird ein Grau- oder Halbtöne enthaltendes Bild 128 (Fig. 2) abgetastet, so wird der Ausgang des Detektors 108 negativ, was auf einer größeren Anzahl von Signalwechseln aus dein ersten Speicher 84 und dem zweiten Speicher 86 als aus dem Teiler 111 beruht. Hierdurch wird der Daten-Selektionsschalter 124 in eine Stellung gebracht, aufgrund der die wechselnden Signale vom ersten Speicher 84 und zweiten Speicher 86 über das Verzögerungsglied 126 und den Schalter 124 direkt dem Oodierschaltkreis 98 zugeführt werden. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis das Grauoder iialbtöne aufweisende Bild 128 durchlaufen worden ist.

Die.schwarze und weiße Bildelemente repräsentierenden Datenbits werden von der Codier-Logikschaltung 98 zwecks Übertragung mittels der Datenübertragungsleitung 100 codiert. Wenn die aus dem ersten und zweiten Speicher ausgelesenen Informationen sich auf hinter der Bildfläche des aus Grau- oder Halbtönen bestehenden Bildes 128 liegende Flächen beziehen, nimmt die Impulsfolgefrequenz der dem Detektor 108 zugeführten Impulse ab, während die Impulsfolgefrequenz des Teilers 111 konstant bleibt. Hierdurch erhöht sich der Zählerstand im Zähler des Detektors, wodurch ein positiver Ausgang erzeugt und die Hauptentscheidungs-Logik-Selektionsschaltung 96 auf ihre Hauptlogik—Betriebsart zurückgeführt wird. Bei den nächsten aufeinanderfolgenden Abtastungen 88^f und 90' wird der beschriebene Vorgang wiederholt.

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Der Codier-Logikschaltkreis 98 ist in Fig. 6 in allgemeiner Form dargestellt. Die von der Hauptentscheidungs—Logiksehaltung 96 kommenden Datenbits werden einem Übergangsdetektor zugeführt, der einen Ein—Bit—Speicherschaltkreis 13O enthält, welcher vom Systemtaktgeber 66 über das NAND-Glied IiO gesteuert wird. Der Übergangsdetektor weist ferner ein Antivalenz-Glied 132 auf, das in Serie zwischen den Ausgang des Ein-Bit-Speicherschaltkreises 130 und eine bistabile Abfrageschaltung 134 geschaltet ist, die mittels eines invertierten Taktsignals vom NAND-Glied 110 angesteuert wird. Ein zweiter, dem Antivalenz-Glied 132 zugeführter Eingang ist direkt mit der Hauptentschei— dungs-Logikschaltung 96 verbunden. Im Betrieb ändert sich der Ausgang des Antivalenz-Gliedes 132 nur dann, wenn der direkte, von der Schaltung 96 kommende Eingang sich von dem verzögerten, zuletzt empfangenen Eingang unterscheidet, der dem Antivalenz-Glied 132 vom Ein-Bit-Speicherschaltkreis 130 zugeführt wird. Dieses Zustandsänderungssignal unterbricht den Ausgang der Schaltung 134 und bestimmt dadurch den Durchlauf eines bestimmten, weiße oder schwarze Bildelemente repräsentierenden Satzes von Datenbits. Das Ausgangssignal des Schaltkreises 134 wird als Steuersignal dem NAND-Glied 110 zugeführt. Das NAND-Glied 110 ist mit einer durch vier dividierenden Teilerschaltung 136 und einer Takt-Selektionsschaltung 138 verbunden. Der Ausgang der durch vier dividierenden Teilerschaltung 136 liegt ebenfalls an der Takt-Selektionsschaltung 138 an, die 'von den Freigabesignalen des Detektors 108 zur Erfassung der Durchläufe pro 2,54 cm getrieben wird.

Die Taktsignale der Takt-Selektionsschaltung 138 werden über ein UND-Glied 140 einem Durchlauf-Zähler 142 und über ein zweites UND-Glied 144 einem Überlauf-Zähler 146 zugeführt. Jeder

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Zähler 142 und 146 ist mit einem Ausgangsregister 148 verbunden, das die den Zählerstand in jedem Zähler repräsentierenden digitalen Signale zur seriellen Übertragung in Form fünfstelliger digitaler Worte über die übertragungsleitung 100 speichert. Ein Steuersignal des Durchlauf-Zählers 142 wird einem Überlauf-Detektor 150 zugeführt, der freigegeben wird, wenn der Zählerstand im Zähler 142 gleich oder größer als 27 ist. Im freigegebenen Zustand führt der Detektor 150 dem UND-Glied 140 ein invertiertes Ausgangssignal zu, um den Eingang zum Zähler 142 zu unterbrechen, während dessen Signal dem UND-Glied 144 zwecks Freigabe des Zählers 146 zugeführt wird. Das vom Detektor 150 abgegebene Signal wird ebenfalls dem Register 148 zur Steuerung der Zwei—Wort—Übertragung digitaler Worte zugeführt, wie im folgenden beschrieben wird. Ein dem Detektor 150 ähnlicher Detektor 152 -wird freigegeben, wenn der ihm vom Zähler 146 zugeführte Zählerstand gleich 27 ist. Das Freigabe-Ausgangssignal des Detektors 152 wird zum Rückstellen des Zählers 146 auf Null verwandt sowie zur Zuführung eines zusätzlichen Zähliinpulses zum Zähler 142, um dessen Zählerstand auf 28 zu erhöhen. Die bisher diskutierten Werte sollen so verstanden sein, daß sie lediglich ein Beispiel mehrerer äquivalenter Codiermöglichkeiten darstellen.

Es sei angenommen, daß der Durchlauf codierter Daten weniger als 27 Bits beträgt. In diesem Falle führt der Zähler 142 seinen Zählerstand als fünfstelliges digitales Wort dem Register 148 zur seriellen Übertragung über die Leitung 100 zu. Ein Taktimpuls der Taktgeberleitung 101 wird dann über eine Ausgangs-Register steuerung 154 zugeführt, bewirkt das Laden des Ausgangsregisters 148 aus dem Zähler 142 und stellt den Zähler 142 und

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auch die Schaltung 134 über ein UND-Glied I56 zurück. Das Rückstellen der Schaltung 134 gibt das NAND-Glied 110 wieder frei, so daß der nächste Datendurchlauf dem Ein-Bit-Speiehersehaltkreis 130 und dem Antivalenz-Glied 132 zugeführt werden kann. Besteht dieser Datendurchlauf aus mehr als 27 Bits, z.B. aus 29 Bits, so wird der Detektor 150 aktiviert, um den Datenfluß in den Zähler 142 bei einem Zählerstand von 27 zu unterbrechen und die restlichen Daten, also die letzten beiden Bits, über das UND-Glied 144 in den Zähler 146 zu leiten. Das Register 148 ist nun bereit, zwei digitale Worte zu übertragen, wobei das erste Wort 27 Bits und das zweite Wort 2 Bits repräsentiert.

Es ist zu beachten, daß jedes aus fünf Bit bestehende fünfstellige Datenwort mittels fünf über die Leitung 101 empfangene Leitungstaktimpulse übertragen wird. Vier Impulse dienen zum Weiterschieben des Wortes, während der fünfte dazu dient, das Ausgangsregister 154 auf den neuesten Stand zu bringen und die Schaltung 134 für den nächsten codierten Durchlauf zurückzustellen. Auf diese Weise wird ein Zählerstand von 53 Bits, nämlich 27 vom Zähler 143 und 26 vom Zähler 146 ,mit zwei digitalen Worten übertragen. Wenn der Zähler 146 bis 27 gezählt hat, d.h. , wenn eine Gesaratzahl von ^>h Bits gezählt worden ist, stellt ein Ausgangssignal des Detektors 152 den Zähler 146 zurück, bevor das in ihm enthaltene digitale Wort zum Ausgangsregister 148 übertragen wird, und ein einzelner Impuls wird hinzugefügt, um den im Zähler 142 abgespeicherten Zählerstand auf 28 zu erhöhen. Alle zwischen ^h und 80 Bits liegenden Durchlaufe werden dann als ein erstes aus 28 Bit bestehendes digitales Wort (entsprechend zweimal 27, also 54 Bits) und einem Rest aus 0 bis 26 Bits übertragen. Beträgt der Durchlauf

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81 Bits, erfaßt der Detektor 152 einen Zählerstand von 27 im Zähler 146 und erhöht den Zählerstand im Zähler 142 auf 29. In ähnlicher Weise zählt der Zähler 146 einen letzten Satz von 27-Bit-Zählungen zur Erhöhung des Zählerstandes im Zähler 142 auf 30 entsprechend 108 Bits (viermal 27 Bits). Ein Detektor 158 spricht dann auf den Zählerstand "30" an und unterbricht das Hochsteuersignal des UND-Gliedes 156, wodurch das Zurückstellen der Schaltung 134 blockiert wird, so daß die Zählung in einem neuen Zyklus fortgesetzt werden kann, bis ein Änderungszustand entdeckt wird.

Wird ein fünfstelliger Code verwendet, können mit einem Wort maximal 32 Bildelemente codiert und übertragen werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch das binäre Wort für Null zur Kennzeichnung eines Leerlauf-Betriebszustandes verwendet, bei dem keine Daten zur Codierung verfügbar sind. Das binäre Wort für 31 ("Hill") wird benutzt, um dem Empfänger anzuzeigen, wann der übertragene Code von einem Ilauptentscheidungslogik-Code zu einem Wobbel-Abtast-Code wechselt oder umgekehrt. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Schaltkreis l60, der fünf binäre Einsen zuführt und dessen Ausgang direkt zum Ausgangsregister 148 geführt ist, mit dem Detektor 108 zum Erfassen der Durchläufe pro 2,54 cm verbunden ist.

Während ein fünfstelliger Code unter diesen Umständen einen Abtastdurchlauf für maximal 30 zu übertragende Bildelemente ermöglicht, wird dieser Maximalwert durch die erfindungsgemäße Ausführungsform auf 108 Bildelemente erhöht, indem zwei fünfstellige Binärworte übertragen werden, von denen ein Wort die Zahl 27 und einen Multiplikationsfaktor und das andere Wort

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einen liest darstellt. Beträgt z.B. der Wert des ersten Wortes 28, so bedeutet dies zweimal 27 Bits. Bei einem siebenstelligen Code kann das übertragene binäre Wort bis zu 126 Bildelemente bezeichnen, wobei zu beachten ist, daß das die Zahl 127 bezeichnende digitale Wort zur Unterscheidung der Wobbel-Abtastung gegenüber dem liauptentscheidungslogik-Code dient, während das binäre Wort für Null nicht zur Codierung verwendet wird. Auch hier wird das NuU bezeichnende Wort für den Leerlauf-Betriebszustand verwendet, bei dem keine Daten zur Codierung verfügbar sind.

Das Faksimile-System ist in Fig. 4 im Empfangsbetrieb gezeigt, wobei sein oberer, d.h. mechanischer Teil nicht gezeigt ist, da er dem oberen Teil der in Fig. 2 dargestellten Anordnung entspricht. Die von der Datenübertragungsleitung 100 abgegebenen Eingangsinformationen werden einer Decodier—Logikschaltung 166 zugeführt, die auch von dem Leitungseingangs-Taktgeber 101 getrieben wird. Die Decodier-Logikschaltung 166 ist mit einem Empfangs-Wobbel-Ladeschaltkreis 168 verbunden, der auch ein Eingangstaktsignal über eine Leitung 170 von der Decodier-Logikschaltung l66 erhält, um ein Wobbelladen zweier Speicher durchzuführen. Die Selektionsschaltung 168 ist mit der Lade-Logikschaltung 172 verbunden, die die eintreffenden Daten Speichern 174t zuführt. Eine Lese-Logikschaltung 176 liest die Daten aus den Speichern aus und führt sie einem Empfangsverstärker 178 zu, der mit dem Glimm-Modulator 52 verbunden ist. Wird im Ilauptlogik-Modus gesendet, so wird jedes ein aus vier Bildelementen bestehendes Segment 114 repräsentierende Bit jeweils zweifach in den ersten und zweiten Speicher 17^ geladen. Wird Wobbeiabtastung empfangen, so wird jedes Datenbit

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in die Speicher 174 in Wobbelabtast-konfiguration geladen, wie bereits vorausgehend beschrieben.

Beim Senden wie auch beim Empfang werden Daten in der gleichen Weise in die Speicher geladen bzw. aus ihnen ausgelesen. Beim Senden werden somit vier Abtastlinien 84^f, 86», 88' und 90' aufeinanderfolgend über dem Schriftstück 10 durchlaufen, so daß der Speicher 84 zuerst und anschließend der Speicher 86 während des Verfolgens der entsprechenden Abtastlinien 84' und 86· geladen werden. Während die Bits aus den Speichern 84 und 86 abwechselnd mittels der Wobbelabtastteehnik entweder zwecks Hauptlogik- oder Wobbelabtast-Codierung ausgelesen werden, werden die Abtastlinien 88' und 90' verfolgt und die so erhaltenen Daten den entsprechenden Speichern 88 und 90 zugeführt. Während die Speicher 88 und 9O ausgelesen werden, werden die Speicher 84 und 86 erneut mit den Daten der darauffolgenden Abtastungen geladen. Beim Empfang laufen die gleichen Vorgänge insoweit ab, als die Speieher 84 und 86 geladen v/erden, während die Speicher 88 und 90 ausgelesen werden und umgekehrt.

Nach jeder Abtastlinie wird der Galvanometei'spiegel 56 um eine Linienbreite verschoben bzw. gedreht. Diese Verschiebung oder Drehung wird durch Zuführung eines Signals aus Leitung 103 ziuu Zähler 102 erreicht, der dadurch veranlaßt wird, ein Signal über den Digital-Analog-Umsetzer 104 an die Galvanonieterspule 46 abzugeben, wie bereits beschrieben wurde. Hat der Zähler einen Zählerstand l6 registriert, wird ein Zählerausgangssigjial dem NAND-Glied 74 zugeführt, wodurch das NAND-Glied freigegeben und der Schrittmotor 22 mit einer vom Systemtaktgeber 66 und dem Teiler 68 bestimmten Geschwindigkeit in Gang gesetzt wird. Auf diese Weise wird der optische Abtastkopf l6 durch die Dreh-

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bewegung der Leitspindel 20 über das auf der Walze 12 befestigte Scliriftstück 10 verschoben. Der Vorschub des optischen Abtastkopfes veranlaßt den Codierkopf 58, digitale Impulse an den Zähler 102 abzugeben, wenn die aus der Lichtquelle 60 auf die Fotozelle 64 treffenden Lichtstrahlen durch die Skalenteile oder Skalenstriche auf der Codierskala 56 unterbrochen werden. Ein jeder Kückkopplungsimpuls veranlaßt den Galvanometerspiegel, den optischen Weg oder Strahlengang des Abtastkopfes jeweils um ein Viertel einer Abtastlinie in einer zu dem von der Leitspindel bewirkten Vorschub entgegengesetzten Richtung abzulenken. Hierdurch wird der fokussierte Lichtstrahl während des Vorschubs des optischen Abtastkopfes auf der gleichen Abtastlinie gehalten (mit einer Genauigkeit, die einem Viertel einer Abtastlinie entspricht). Die Erfahrung hat gelehrt, daß Korrekturen in der Größenordnung eines Viertels einer Abtastlinie bei hohen Auflösungen (1200 Abtastlinien auf 2,54 cm) nicht unterscheidbar sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Abtastkopf vier Linien über die Linie hinaus vorverschoben, die zur Zeit des Beginns des Vorschubes abgetastet wurde. Daher ist der Zähler 102 in der Lage, die Daten von acht Äbtastlinien zu speichern, und da er weiter in der Lage ist, die Linien in jeweils ein Viertel einer Linie umfassende Inkremente zu teilen, handelt es sich um einen 6-Bit-Zähler für 64 Ziffern.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Walze 12 während des Sendens mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht und von dem Abtastkopf 16 mit 1200 Linien auf 2,54 cm Bildbreite abgetastet. Jede Abtastfläehe ist daher ein Quadrat mit einer Seitenlänge von etwa 0,0212 mm. Die von der Fotozelle 42 erzeugten, schwarzen und weißen Bildelementen der ersten Abtast-

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linien entsprechenden Bits werden im ersten Speicher und die den Bildelementen der zweiten Abtastlinien entsprechenden Bits im zweiten Speicher abgespeichert. Liegen Informationen in gedruckter Form vor, versetzt der Detektor 108 zur Erfassung der Durchläufe pro 2,54 cm die Hauptentscheidungs-Logiksehaltung 96 in den Hauptlogik-Modus. Unter diesen Umständen werden die Informationen aus dem ersten und zweiten Speicher dem Hauptentscheidungs-Logikschaltkreis 96 zugeführt, wo die Entscheidung fällt, auf welche Weise gemittelte Datenbits übertragen werden. Aufgrund dieser Entscheidung werden die zu sendenden Daten um einen Faktor 4 komprimiert. Verläuft eine Abtastung über eine ausgedehnte weiße Fläche, was häufiger auftritt, da die meisten weißen Flächen auf bedruckten Seiten enthalten sind, werden die Daten von dem Codier-Logikschaltkreis 98 weiter komprimiert. So wird z.B. ein fünfstelliger Code verwendet, um zwei digitale Worte zu übertragen, während die maximale Anzahl aus vier Bildelementen bestehender Segmente, die bei der vorliegenden Ausführungsform übertragen werden können, 108 beträgt. Somit können maximal 432 Flächenelemente auf·zwei binäre Worte komprimiert werden. Stellt der Detektor 108 zur Erfassung der Durchläufe pro 2,54 cm eine hohe Konzentration schwarzer Bildelemente gegenüber weißen Bildelementen fest, so veranlaßt er eine Umschaltung des Selektionsschaltkreises 96 allein auf den Wobbel-Abtast-Modus. Bei dieser Betriebsart werden die aus zwei Speichern stammenden Informationen in verschachtelter Form dem Codier-Logikschaltkreis 98 zwecks Übertragung über die Leitung 100 zugeführt.

Im Empfänger werden die mittels des Hauptlogik-Modus gesendeten Informationen in der gleichen Weise in den ersten und zweiten

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Speieher eingelesen, in der sie während des Sendens ausgelesen worden waren. Ist z.B. ein aus vier Bildelementen bestehendes Segment weiß, so wird in der ersten Bitstelle des ersten Speichers eine ^ttO^M gesetzt. In der ersten Bitstelle des zweiten Speichers wie auch in der zweiten Bitstelle des zweiten Speichers wird ebenfalls eine ^BO^W gesetzt. Schließlich wird in der zweiten Bitstelle des ersten Speichers eine "O" gesetzt. Das Abtasten des auf der Trommel 12 befindlichen lichteapfindlichen Blattes zur Ausbildung einer Kopie des gesendeten Schriftstückes wird ebenfalls mit 1200 Abtastlinien auf 2,54 cm Bildbreite durchgeführt, indem jeweils die in einem Speicher abgespeicherten Informationen dem Glimm-Modulator 52 zugeführt werden. Wechselt die Datenübertragung ausschließlich zum Wobbel-Abtast—Modus über, werden die gesendeten Informationen decodiert und im ersten und zweiten Speicher im Wobbel- oder Wechsel—Modus abgespeichert. Die Informationen werden dann jeweils von einem Speicher dem Glimm-Modulator zur Ausbildung einzelner Abtastlinien zugeführt.

Das beschriebene Faksimile-System weist vier Speicher auf und arbeitet mit einer Abtastrate von 1200 Linien auf 2,54 cm Bildbreite sowie mit einem fünfstelligen Übertragungs- oder Sendecode. Bei dieser Anordnung werden die Informationen im Hauptentscheidungslogik—Modus übertragen, als wäre das Schriftstück mit 600 Linien pro 2,54 cm Bildbreite abgetastet worden. In anderen Anwendungsbereichen ist es geeigneter, das zu übertragende Schriftstück mit 600 Linien pro 2,54 cm Bildbreite abzutasten, wodurch im Hauptentscheidungslogik-Modus eine entsprechende Abtastrate von 300 Linien pro 2,54 cm Bildbreite erhalten wird.

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Die beschriebene Ausführungsform stellt eine Anordnung dar, mittels der ein Schriftstück mit einer konstanten Geschwindigkeit abgetastet und die zu übertragenden Informationen abhängig vom Gehalt des Schriftstückes durch Komprimierung um einen Faktor k vor dem Codieren der Daten zwecks zusätzlicher Komprimierung umgewandelt werden. Hierdurch wird erfindungsgemäß eine Ausnutzung der maximalen Kapazität von Übertragungsleitungen und damit eine wesentliche Beschleunigung der Übertragungsgeschwindigkeiten bei Datenübertragungen ermöglicht. Für einen Fachmann ist es ferner denkbar, mit einer ähnlichen Anordnung drei Linien zugleich abzutasten, einen fünften und sechsten Speicher hinzuzufügen und das Komprimierungsverhältnis auf 9:1 dadurch zu erhöhen, daß eine Hauptentseheidungslogik-Entscheidung übertragen wird, die ein aus neun Bildelementen bestehendes "Quadrat" anstelle eines aus vier Bildelementen bestehenden repräsentiert. Weisen die zu übertragenden Schriftstücke große Druckbuchstaben und Fotografien hoher Auflösung auf, so kann das erfindungsgemäße System weiter durch Hinzufügen eines siebten und achten Speichers zur übertragung einer Hauptentscheidungslogik-Entseheidung modifiziert werden, die ein aus 16 Bildelementen zusammengesetztes Segment repräsentiert. Wird eine aus Grau- oder Halbtönen bestehende Fotografie abgetastet, so würde die Wobbel-Abtast-Selektionsschaltung in diesem Falle alle die einzelnen l6 Bildelemente repräsentierenden Bits codieren und übertragen.

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Claims (1)

1. - 30 Patentansprüche

   j Verfahren zur Umsetzung von auf einem Aufzeichnungsträger befindlichen Informationen in digitale Datenbits, bei dem der Aufzeichnungsträger zur Erzeugung von Datenbits abgetastet wird, die die abgetasteten Informationen repräsentieren, wobei das Abtasten mit einer bestimmten Auflösung entsprechend den Abtastvorschüben in Abtastrichtung pro Einheitsfläche des Aufzeichnungsträgers durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß erfaßt wird, ob die einer Datendichte auf dem Aufzeichnungsträger entsprechenden Datenbits unterhalb eines bestimmten Niveaus liegen oder nicht, und daß eine elektronische Verarbeitung der Datenbits erfolgt, wenn eine Aufzeichnungsdichte unterhalb dieses den Bits zugeordneten Niveaus erfaßt wird, um eine Reduzierung der Abtastvorschübe in Abtastrichtung pro Einheitsfläche des Aufzeichnungsträgers zu simulieren.

   2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch mit einer Abtasteinrichtung zur Abtastung des Aufzeichnungsträgers entlang aufeinanderfolgender, benachbarter, länglicher Streifen, um für jeden Streifen digitale Daten zu liefern, die die von der Abtasteinrichtung abgetasteten Informationen repräsentieren, in der Form, wie sie von dem Streifen zugeführt werden und mit einer Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der Daten, um die Signale zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung elektronische Schaltkreise (92, 93, 96) zur Kombination der zugehörigen Daten einer jeden aufeinanderfolgenden Gruppe von zumindest zwei aufeinanderfolgenden Streifen (84^f, 86') aufweist, um für jede solche Gruppe digitale

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   Signale zu erzeugen, die die Durchschnittswerte der auf den aufeinanderfolgenden Abtastflächen (114) des Aufzeichnungsträgers enthaltenen Informationen entlang einer im wesentlichen mit der Gruppe übereinstimmenden Zone (84*, 86¹) darstellen (Fig. 2).

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinriehtung eine Detektoreinrichtung (108) aufweist, mittels der erfaßt wird, ob die der Datendiehte auf dem Aufzeichnungsträger entsprechenden Datenbits unterhalb eines bestimmten Niveaus liegen oder nicht, sowie elektronische Schaltkreise (92, 93» 96) aufweist, um die Bits bei Erfassen einer Aufzeichnungsdichte unterhalb dieses Niveaus derart zu verarbeiten, daß eine Reduzierung der Abtastvorschübe in Abtastrichtung pro Einheitsfläche des Aufzeichnungsträgers simuliert wird (Fig. 3c).

   4» Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (84) die zugehörigen digitalen Daten des Streifens einer Gruppe speichert, während die zugehörigen digitalen Daten eines anderen Streifens der Gruppe erzeugt werden.

   5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß erste Speicher (84, 86) die entsprechende Streifen einer Gruppe repräsentierenden digitalen Daten speichern, um die zugehörigen Daten der Streifen dieser Gruppe der Verarbeitungseinrichtung parallel zuzuführen.

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   Vorrichtung nach Anspruch 5₉ dadurch gekennzeichnet, daß zweite Speicher- (88, 90) die zugehörigen digitalen Daten einer Gruppe speichern, während die Daten der ersten Speicher (84, 86) von der Verarbeitungseinrichtung verarbeitet werden.

   Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Schaltung (93) zum Verschachteln der die Streifen einer Gruppe repräsentierenden digitalen Datenbits aufweist, um für diese Gruppe eine Bitfolge aus aufeinanderfolgenden Serien von Bits zu erzeugen, wobei die Serien entsprechenden Abtast— flächen (114) zugeordnet sind.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß

   ρ bei η Streifen pro Gruppe jede Serie von Bits aus η Bits besteht.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß η gleich 2 ist.

   10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lese-Schaltung (92) die Datenbits aus den ersten Speichern (8h, 86) ausliest und der Verschachtelungs-Schaltung (93) parallel zuführt.

   11. Vorrichtung nach Anspruch iO, dadurch gekennzeichnet, daß die Lese-Schaltung (92) eine Logikeinrichtung aufweist, die ein abwechselndes Auslesen der ersten Speicher (84, 86) und der zweiten Speicher (88, 90) steuert.

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   12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (108) die Änderungsrate der digitalen Daten erfaßt und veranlaßt, daß zumindest ein Teil (96) der Verarbeitungseinrichtung überbrückt wird, wenn die Änderungsrate ein vorgegebenes Niveau überschreitet, so daß die digitalen Bits dieser Daten dann ohne Mittelung entsprechend den digitalen Signalen erzeugt werden.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (108) die Verschachtelungsschaltung (93) nicht überbrückt, so daß die digitalen Signale in den verschachtelten Datenbits enthalten sind, wenn das vorgegebene Niveau von der Änderungsrate überschritten wird.

   14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Hauptentscheidungs-Logikschaltung (96) aufweist, um die Signale repräsentierende Mittelwerte zu erzeugen.

   15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis Ih₁ gekennzeichnet durch eine Codiereinrichtung (98) zum Codieren der digitalen Signale, um eine Datenkoniprimierung der von den Signalen mitgeführten redundanten Daten zu erzielen.

   16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Codiereinrichtung (98) jede Folge identischer Bits der digitalen Signale in ein binäres Wort umsetzt.

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   17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Codiereinrichtung (98) die zu sendenden Signale mit konstanter Übertragungsgeschwindigkeit übertragen werden.

   18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (12, 16) eine einstellbare optische Einrichtung (l6) zur streifenweisen Abtastung des Aufzeichnungsträgers (10) aufweist, eine Schaltung (72), die erfaßt, wenn ein jeder Streifen abgetastet worden ist sowie eine mit der Schaltung (72) und der einstellbaren optischen Einrichtung (16) verbundene Einstelleinrichtung (102, 104) zur Einstellung der optischen Einrichtung zur Abtastung des nächsten angrenzenden Streifens, nachdem die Abtastung eines Streifens abgeschlossen ist.

   19. Vorrichtung nach Anspruch 18 mit einer drehbaren Walze, auf der der Aufzeichnungsträger befestigt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare optische Einrichtung einen Abtastkopf (l6) aufweist, der derart angebracht ist, daß er zwecks Grobeinstellung der optischen Abtastung im wesentlichen parallel zur Drehachse der Walze angetrieben wird, sowie einen einstellbaren Spiegel (36), dessen Bewegungen zwecks Feineinstellung der optischen Abtastung von einem elektrischen Eingangssignal gesteuert werden.

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   20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (102, 104) einen digitalen Zähler (102) und einen Digital-Analog-Umsetzer (104) aufweist, um das elektrische Eingangssignal zur Steuerung des einstellbaren Spiegels (36) zu erzeugen, und daß die Einstelleinrichtung (102, 104) mit der Schaltung (72) und der einstellbaren optischen Einrichtung (16) verbunden ist, um die optische Einrichtung derart einzustellen, daß der nächste angrenzende Streifen abgetastet wird, nachdem die Abtastung eines Streifens abgeschlossen ist.

   21. Vorrichtung zur Umsetzung digitaler Signale in Informationen auf einem Aufzeichnungsträger mit einer Aufzeichnungseinrichtung, die Aufzeichnungsvorschübe auf einem Aufzeichnungsträger entlang aufeinanderfolgender, benachbarter, länglicher Streifen des Aufzeichnungsträgers ausführt, um in den Streifen die Informationen aufzuzeichnen, die von den der Aufzeichnungseinrichtung zugeführten digitalen Daten repräsentiert werden, gekennzeichnet durch eine Signal-Verarbeitungseinrichtung (l68, 172, 174) zur Erzeugung derartiger digitaler Daten für aufeinanderfolgende Gruppen der Streifen aus entsprechenden Sätzen digitaler Signale, wobei die Verarbeitungseinrichtung im wesentlichen die gleichen digitalen Daten für jeden Streifen einer Gruppe erzeugt, damit die von jedem Satz digitaler Signale zugeführten Informationen im wesentlichen in jedem Streifen der dem Satz zugeordneten Gruppe wiederholt werden (Fig. 4).

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   22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Speichereinrichtung (174), der die Verarbeitungseinrichtung (l68, 172) die digitalen Daten zuführt.

   23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Speicher (174) für entsprechende Streifen zumindest einer Gruppe vorgesehen sind.

   24. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10, 21, 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (l68, 172) die empfangenen digitalen Signale als digitale Daten abgibt, wenn erfaßt wird, daß die empfangenen Signale sich auf Daten beziehen, die eine Änderungsrate oberhalb des vorgegebenen Niveaus aufweisen.

   25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines empfangenen Codesignals erfaßt wird, daß die dem Codesignal zugeordneten digitalen Signale sich auf Daten beziehen, die eine oberhalb des Niveaus liegende Änderungsrate aufweisen.

   26. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5> 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (168, 172) eine Einrichtung (168) zum Ordnen der Bits der digitalen Signale, die sie empfängt, aufweist.

   27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 26 zur Verwendung mit einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Decodiereinrichtung aufweist.

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   28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Sende-Empfangsanlage ist, die die Merkmale nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 20 aufweist.

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