DE2543057B1

DE2543057B1 - Bilduebertragungsanlage

Info

Publication number: DE2543057B1
Application number: DE19752543057
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl-Ing Burgmeier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-09-18
Filing date: 1975-09-26
Publication date: 1977-02-17

Description

Ein rotationssymmetrischer Charakter eines Filters ist gegeben, wenn die zweidimensionale Impulsantwort
in der Bildebene annähernd nur eine Funktion des absoluten Abstandes vom Ursprung ist.
Bei der bekannten Anlage ist die Umsetzung differenzpulscodemodulierter Signale konstanter Wortlänge in solche variabler Wortlänge an Bildszenen mit schwacher oder mittlerer Bewegung angepaßt. Die Erfindung ermöglicht es, bei bei starker Bewegung einsetzendem Überlauf des sendeseitigen Pufferspeichers die mittlere Wortlänge der zu übertragenden Codewörter und damit den momentanen Bitfluß des DPCM-Coders zu reduzieren. Ohne merkbare Qualitätseinbußen des empfangenen Bildes wird dadurch ein Überlauf des sendeseitigen Pufferspeichers verhindert.
Für die praktische Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist es vorteilhaft, daß ein Transversalfilter mit annähernd rotationssymmetrischem Tiefpaßcharakter vorgesehen ist, daß eingangsseitig eine aus Verzögerungsschaltungen gebildete Kette enthält, deren Anfang, deren Abgriffe und deren Ende je über eine Koeffizientenschaltung mit je einem Eingang einer Summierschaltung verbunden ist, deren Ausgang als Filterausgang dient.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn vier Verzögerungsschaltungen vorgesehen sind, von denen entweder die erste und vierte eine Verzögerungszeit Tz- TA und die zweite und dritte eine Verzögerungszeit TA oder die erste und vierte eine Verzögerungszeit 2TA und die zweite und dritte eine Verzögerungszeit Tz- TA aufweisen (Tz bedeutet dabei die Zeilendauer und TA die Abtastdauer) und wenn fünf Koeffizientenschaltungen vorgesehen sind, von denen die erste, zweite, vierte und fünfte einen Koeffizienten 1/8 und die dritte einen Koeffizienten 1/4 aufweist Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind ein erstes und ein zweites Transversalfilter mit der vorstehend beschriebenen Kette aus Verzögerungsschaltungen vorgesehen. Beim ersten Transversalfilter weist die erste, zweite, vierte und fünfte Koeffizientenschaltung einen Koeffizienten 1/16 und die dritte Koeffizientenschaltung einen Koeffizienten 3/4 auf.
Beim zweiten Transversalfilter sind diese Koeffizienten durch die Werte 1/8 und 1/4 ersetzt Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß ein umschaltbares Transversalfilter mit annähernd rotationssymmetrischem Tiefpaßcharakter vorgesehen ist, bei dem mittels durch die Umschaltersteuerung gesteuerten Umschaltern nicht nur die beiden Transversalfilter durch Koeffizientenumschaltung sondern auch die erste Verzögerungsschaltung durch Auftrennen der ersten, zweiten, vierten und fünften sowie durch Kurzschließen der dritten Koeffizientenschaltung realisierbar sind.
Vorteilhaft ist es auch, wenn eine Umschaltersteuerung vorgesehen ist, die den Umschalter vom ersten Eingang auf den zweiten Eingang umschaltet, wenn ein Pufferspeicher-Füllungsgradsignal vom Ausgang des sendeseitigen Pufferspeichers eintrifft und den Umschalter zurückschaltet, wenn dieses Pufferspeicher-Füllungsgradsignal ausbleibt Vorteilhaft ist schließlich eine Ausgestaltung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in dem sendeseitigen Pufferspeicher Schwellenwertschaltungen einer Anzahl vorgesehen sind, die der Anzahl der Transversalfilter +1 entspricht, daß diese Schwellenwertschaltungen Ausgangssignale abgeben, die zum einen anzeigen, wenn der Pufferspeicher-Füllungsgrad diese Schwelle erreicht hat, und zum anderen anzeigen, ob bei Füllung oder Entleerung, und daß ferner eine Umschaltersteue- rung vorgesehen ist, die bei steigender Pufferspeicherfüllung bei Erreichen einer Schwelle einer Ordnungszahl mit Ausnahme der Schwelle niedrigster Ordnungszahl - mit der Zählung beginnend mit der Schwelle niedrigsten Pufferspeicher-Füllungsgrades - dem Umschalter von dem Eingang nächst niedrigerer Ordnungszahl auf den Eingang gleich hoher Ordnungszahl umschaltet und die bei fallender Pufferspeicherfüllung bei Erreichen einer Schwelle einer Ordnungszahl den Umschalter von dem Eingang nächst höherer Ordnungszahl auf den Eingang gleich hoher Ordnungszahl umschaltet oder bei Fehlen eines Eingangs höherer Ordnungszahl nicht umschaltet.
Dadurch wird bei einem Pendeln der Pufferspeicherfüllung um eine Schwelle ein ständiges Umschalten vermieden, das unter Umständen Bildstörungen hervorrufen kann.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
F i g. 1 zeigt die erfindungsgemäße Übertragungsanlage; F i g. 2 zeigt ein erfindungsgemäß verwendetes Transversalfilter; F i g. 3 zeigt ein Bildpunktraster, und Fig.4 zeigt ein erfindungsgemäß umschaltbares Transversalfilter.
F i g. 1 zeigt zwischen den Klemmen 1 und 9 eine mit einer bekannten Übertragungsanlage für bewegte Bilder äquivalente Anlage. Diese Übertragungsanlage enthält einen Eingang 1, einen DPCM-Coder 2, einen VWL-Coder 3, einen sendeseitigen Pufferspeicher 4, einen Übertragungskanal 5, einen empfangsseitigen Pufferspeicher 6, einen VWL-Decoder 7, ein Empfangsfilter 8 und einen Ausgang 9.
Der bekannte DPCM-Coder 2 enthält eine Subtrahierschaltung 10, eine Subtrahierschaltung 14, eine Quantisierschaltung 15, einen Schätzwertbildner 16, Addierschaltungen 17 und 18 sowie eine Verzögerungsschaltung 19. Der Schätzwertbildner 16 enthält bei diesem Ausführungsbeispiel eine Addierschaltung 23 und eine Verzögerungsschaltung 22.
Durch ein Vorfilter wird die bekannte zur erfindungsgemäßen Übertragungsanlage. Dieses Vorfilter enthält zwei Addierschaltungen 28 und 33, drei Verzögerungsschaltungen 11, 40 und 41, ein Transversalfilter 12 mit annähernd rotationssymmetrischem Tiefpaßcharakter, eventuell ein weiteres Transversalfilter 12' und einen Umschalter 13 mit Eingängen 1, II und 111. Der sendeseitige Pufferspeicher 4 erhält einen Ausgang a, der bei einem gewissen Pufferspeicher-Füllungsgrad ein Signal abgibt. Ein weiterer Ausgang b deutet an, daß der sendeseitige Pufferspeicher 4 weitere Ausgänge aufweisen kann, die bei der Verwendung weiterer Transversalfilter 12' weitere Pufferspeicher-Füllungsgrade signalisieren können. Schließlich ist noch eine Umschaltersteuerung 21 vorgesehen, die den Umschalter 13 in Abhängigkeit vom Pufferspeicher-Füllungsgrad des sendeseitigen Pufferspeichers 4 steuert.
Die Verzögerungsschaltungen 11 und 41 haben eine Verzögerungszeit t entsprechend der Laufzeit des Transversalfilters 12 beziehungsweise 12', und die Verzögerungsschaltung 41 hat die Verzögerungszeit von einer Bilddauer minus T.
Mit Hilfe der Algebra der Blockschaltbilder (zum Beispiel L M e r z, Grundkurs der Regelungstechnik, R. Oldenbourg - München und Wien, 1970, Seite 126) kann gezeigt werden, daß das Vorfilter mit Schalterstellang 1 keine Filterwirkung aufweist, das heißt, die Signale an Punkt 1' und 1 sind bis auf eine reine zeitliche Verschiebung identisch.
Die an der Klemme 1 anliegenden Abtastproben der Bildamplituden in Form von PCM-Codewörtern werden durch die jeweils um genau eine Bilddauer zurückliegenden vorausgeschätzt. Der daraus resultierende Schätzfehler erster Art wird durch die Subtrahierschaltung 10 gebildet, und zwar als Differenz zwischen den codierten Amplituden des aktuellen Bildes und denen am Ausgang des Verzögerungsglieds 19 anstehenden des vorangegangenen Bildes. Dieser Schätzfehler, auch Bild-Bild-Differenz genannt, bildet das Eingangssignal eines Intraframecodierers (Innerbildcodierers), bestehend aus der Subtrahierschaltung 14, der Quantisierschaltung 15 und dem Schätzwertbildner 16 mit dem Eingang 25 und dem Ausgang 26. Mögliche Schätzwertbildner für eine Intraframecodierung sind in der Zeitschrift »The Bell System Technical Journal«, 45 (1966) 5, Seiten 689 bis 721 und 50 (1971) 3, Seiten 1049-1061 beschrieben. Der erste Schätzfehler wird nun seinerseits vorausgeschätzt, und zwar mit den am Ausgang 26 des Schätzwertbildners 16 anstehenden Schätzwerten. Der sich daraus ergebende Schätzfehler zweiter Art - als Ausgangssignal der Subtrahierschaltung wird einer im allgemeinen nicht gleichförmigen Quantisierung in der Quantisierschaltung 15 unterworfen. Dieser quantisierte Schätzfehler 25 wird einerseits zum Empfänger übertragen und andererseits als Eingangsgröße für den Schätzwertbildner 16 herangezogen. Ferner wird aus diesem und dem Ausgangssignal 26 des Schätzwertbildners 16 mit Hilfe der Addierschaltung 17 der Schätzfehler erster Art zurückgewonnen, allerdings gestört durch ein durch den Quantisierungsvorgang hervorgerufenes Quar.tisierungsgeräusch. (Dieses Signal 27 steht je nach Schätzwertbildner unter Umständen auch direkt in diesem zur Verfügung, so daß die Addierschaltung 17 entfällt.) Die am Ausgang der Verzögerungsschaltung 19 anliegenden und zur Schätzung der aktuellen Bildamplituden dienenden Bildamplituden des vorangegangenen Bildes werden nun mit dem bis auf die Quantisierungsfehler rekonstruierten Schätzfehler erster Art korrigiert derart, daß am Ausgang der Addierschaltung 18 die aktuellen Bildamplituden ebenfalls bis auf die Quantisierungsfehler wiedergewonnen werden und zur Schätzung derjenigen des folgenden Bildes verwendet werden können.
Wie erwähnt, bildet der quantisierte Schätzfehler zweiter Art das Ausgangssignal des DPCM-Coders 2.
Da die Häufigkeit des Auftretens der Codewörter, welche die zu übertragenden quantisierten Schätzfehler repräsentieren, im großen Maße von dem jeweiligen Codewort abhängt, ist es gegenüber einer Übertragung mit konstanter Codewortlänge möglich, den zu übertragenden Bitfluß durch eine Codierung mit variabler Wortlänge zu reduzieren. Dies besorgt der VWL-Coder 3, der jedoch einen nicht kontinuierlichen Bitfluß erzeugt, so daß der Pufferspeicher 4 zur Glättung, das heißt zur Umwandlung des nicht kontinuierlichen in einen kontinuierlichen, zur Übertragung über einen Kanal 5 geeigneten Bitfluß eingesetzt werden muß.
Der empfangsseitige Pufferspeicher und VWL-Decoder liefern auf der Empfangsseite bei ungestörter Übertragung ein dem Signal 25 identisches, nur durch die Übertragungszeit verzögertes Signal für das Empfangsfilter 8.
Das Schaltbild des Empfangsfilters kann aus der reziproken Übertragungsfunktion des Sendefilters, das heißt des linearisierten Ersatzschaltbildes des DPCM-Coders 2 ermittelt werden, zum Beispiel mit Hilfe der Algebra der Blockschaltbilder.
Die Größe des zu übertragenden Bitflusses hängt davon ab, in welchem Maße Quantisierungsrauschen bei bewegten und unbewegten Bildern zugelassen werden kann, und in welchem Maße die Bildszene sich ändert.
Außerdem müssen noch hier nicht gezeigte Maßnahmen vorgesehen sein, welche für den Fall des drohenden Pufferspeicherüberlaufs den Bitfluß des DPCM-Coders reduzieren, was mit zusätzlichen Verfälschungen des zu übertragenen Bildsignals verbunden ist. Dieser Fall ist grundsätzlich nicht zu vermeiden, da jede Codierung mit variabler Codewortlänge nur an eine mittlere Signalstatistik angepaßt werden kann und da, sobald die tatsächlich vorliegende gegenüber dieser in ungünstiger Weise während einer längeren Dauer abweicht, jeder Pufferspeicher wegen seiner begrenzten Kapazität überläuft.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen zielen nun darauf ab, für diesen Fall des einsetzenden Überlaufs den Bitfluß des DPCM-Coders 2 in einer Weise zu reduzieren, die subjektiv vom menschlichen Auge nicht oder nur geringfügig als Störung auf der Empfangsseite wahrgenommen wird. Da Verfälschungen im ruhenden Bildhintergrund sehr viel leichter als in bewegten Bildteilen bemerkt werden, dürfen diese Maßnahmen im wesentlichen nur in letzteren eine Reduzierung des momentanen Bitflusses bewirken. Diese Reduzierung wird erreicht durch eine günstige Beeinflussung der momentanen Signalstatistik in Richtung auf die mittlere Signalstatistik, die der VWL-Codierung zugrundegelegt wurde, und zwar durch eine geeignete, sich auf die Helligkeitsverteilungen in der Bildebene beziehende (räumliche) Filterung der Bild-Bild-Differenz, die im Vorfilter vorgenommen wird und die im DPCM-Coder wirksam wird. Diese räumliche Filterung hat eine Tiefpaßcharakteristik, welche bewirkt, daß die räumliche Korrelation in den bewegten Bildteilen erhöht wird, der Quantisierer im DPCM-Coder somit schwächer ausgesteuert wird und die großen Schätzfehler, die aufgrund der mittleren Signalstatistik auch mit längeren Codewörtern übertragen werden, weniger häufig gesendet werden müssen.
Die räumliche Filterung wird durch das Transversalfilter 12 mit annähernd rotationssymmetrischer Impulsantwort bewirkt. Dieses wird eingeschaltet, wenn der sendeseitige Pufferspeicher 4 über seinem Ausgang a ein Pufferspeicher-Füllungsgradsignal abgibt und die Umschaltsteuerung 21 den Umschalter 13 auf den Eingang 11 steuert.
Bei einer anderen Variante sind am Pufferspeicher 4 zwei Ausgänge a und b für Pufferspeicher-Füllungsgradsignale angegeben, die nicht nur signalisieren, wenn eine Schwelle erreicht ist sondern auch anzeigen von welcher Seite. Das Transversalfilter 12 wird dann eingeschaltet, wenn die Schwelle höheren Füllungsgrades erreicht ist, und wird dann abgeschaltet, wenn die Schwelle niedrigeren Füllungsgrades erreicht ist.
Um die mit der Einschaltung der Transversalfilter verbundenen Verfälschungen möglichst wenig wahrnehmbar zu machen, ist es vorteilhaft, das »Maß« der Tiefpaßfilterung in Abhängigkeit vom Pufferspeicher-Füllungsgrad zu steuern derart, daß mit zunehmendem Pufferstand das »Maß« der Tiefpaßfilterung zunimmt.
Dies kann durch entsprechende Umschaltung des Umschalters 13 auf weitere Transversalfilter 12' oder einfacher durch Variation der Koeffizienten eines in F i g. 4 noch zu zeigenden umschaltbaren Transversalfilters erreicht werden.
F i g. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Transversalfilter 12 mit annähernd rotationssymmetrischem Tiefpaßcharakter. Dieses Transversalfilter wird in die Übertragungsanlage nach F i g. 1 zwischen der Subtrahierschaltung 28 und dem Eingang II des Umschalters 13 eingesetzt. Das Filter enthält Verzögerungsschaltungen 29 bis 32, Koeffizientenschaltungen 33 bis 37 und eine Summierschaltung 38.
F i g.3 zeigt das Bildraster eines Halbbildes mit einem momentanen Bildpunkt A, vorhergegangenen Bildpunkten E und D und nachfolgenden Bildpunkten C und B.
Dabei weist die Abtastrichtung der Bildpunkte auf Zeilen von links nach rechts und die der Zeilen innerhalb eines Bildes von oben nach unten. Die gestrichelten Linien deuten die Zeilen des anderen Halbbildes an.
Zur Berücksichtigung dieser Bildpunkte erhält im Transversalfilter nach Fig.2 die Verzögerungsschaltung 29 eine Verzögerungszeit Tz-TA; Tz bedeutet hierbei die Zeilendauer und TA die Abtastdauer zwischen zwei Bildpunkten. Die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 29 wurde im Hinblick auf den zeitlichen Abstand der Bildpunkte Eund Dgewählt. Die Verzögerungsschaltung 30 erhält im Hinblick auf zeitlichen Abstand der Bildpunkte D und A eine Verzögerungszeit TA. Die Verzögerungsschaltung 3t erhält im Hinblick auf den zeitlichen Abstand der Bildpunkte A und C eine Verzögerungszeit TA, und die Verzögerungsschaltung 32 schließlich erhält im Hinblick auf den zeitlichen Abstand der Bildpunkte Cund Beine Verzögerungsschaltung mit einer Verzögerungszeit Tz-TA.
Die Koeffizientenschaltungen 33, 34, 36 und 37 erhalten Koeffizienten 1/8 und die Koeffizientenschaltung 35 weist einen Koeffizienten 1/4 auf.
Für die Beschreibung eines linearen Systems nach F i g. 2 ist die Kenntnis der Impulsantwort hinreichend.
Wegen der sequentiellen Bildabtastung entsprechen räumlichen Abständen in der Bildkurve zeitliche Abstände, und es braucht nur die Ausbreitung eines zeitlichen, sich mit der Bildwechselfrequenz wiederholenden Impulses betrachtet zu werden. Dieser Impuls durchläuft nacheinander die Verzögerungsschaltungen 29-32 und wird jedesmal durch die Koeffizienten der Koeffizientenschaltungen 33-37 gewichtet und über die Summierschaltung 38 zum Ausgang geführt.
Dadurch erscheinen nacheinander - für den Betrachter praktisch gleichzeitig - an den Bildrasterpunkten A - D jeweils gewichtete Einheitsimpulse, die in ihrer Gesamtheit die zweidimensionale Impulsantwort in der Bildkurve darstellen. Mit der Wahl der Koeffizienten lassen sich räumliche Frequenzgänge, hier mit Tiefpaßcharakter, einstellen, womit im allgemeinen die Korrelation zwischen den Bildpunkten erhöht wird.
F i g. 4 zeigt ein umschaltbares Transversalfilter 24, das in die Übertragungsanlage nach F i g. 1 zwischen der Subtrahierschaltung 28 und der Subtrahierschaltung 39 einsetzbar ist. Das Transversalfilter enthält wie das Transversalfilter nach F i g. 2 Verzögerungsschaltungen 29 bis 32, Koeffizientenschaltungen 33 bis 37 sowie eine Summierschaltung 38. Weiter sind Koeffizientenschaltungen 33' bis 37' sowie Umschalter 131 bis 135 vorgesehen. Diese Umschalter vermögen definierte Koeffizientenwerte zwischen Null und unendlich einzustellen.
Dieses umschaltbare Transversalfilter nach Fig.4 wirkt je nach Stellung der Umschalter 131 bis 13s wie die Verzögerungsschaltung 11 oder die Transversalfilter 12 oder 12' nach Fig. 1.
Der für eine geringere Bitflußreduktion vorgesehene Koeffizientensatz 4mal 1/16 und 3/4 hat eine Koeffizientensumme von 1, womit die räumliche Tiefpaßfilterung des Transversalfilters auf die Flächen konstanter Helligkeit normiert ist, das heißt, derartige Flächen werden unverändert übertragen, und nur Helligkeitssprünge an Konturen werden abgeflacht. Da diese Filterung sich nur auf Bild-Bild-Differenzen auswirkt, tritt in ruhenden Bildteilen keinerlei Veränderung auf.
Erst an bewegten Konturen entsteht eine Unschärfe, die aber wegen der Bewegung vom Auge kaum wahrgenommen wird. Der für eine größere Bitflußreduktion vorgesehene Koeffizientensatz 4mal 1/8 und 1/4 hat eine Koeffizientensumme von 3/4<1, So daß auch bewegte Flächen mit konstanter Helligkeit einer Filterung unterworfen werden, welche sich am Ausgang der Übertragungsanlage als Herabsetzung der zeitlichen Auflösung bemerkbar macht.

Claims

Patentansprüche: l. Übertragungsanlage für in pulscodemodulierter Form vorliegende bewegte Bilder mit einem ersten Umsetzer zur Umsetzung der pulscodemodulierten Signale in differenzpulscodemodulierte Signale (DPCM-Coder), mit einem zweiten Umsetzer zur Umsetzung der differenzpulscodemodulierten Signale konstanter Wortlänge in differenzpulscodemodulierte Signale variabler Wortlänge (VWL-Coder), mit einem sendeseitigen Pufferspeicher, mit einem Übertragungskanal, mit einem empfangsseitigen Pufferspeicher, mit einem dritten Umsetzer zur Umsetzung der differenzpulscodemodulierten Signale variabler Wortlänge in differenzpulscodemodulierte Signale konstanter Wortlänge (VWL-Decoder) und mit einem Empfangsfilter, bei der ferner der DPCM-Coder eine erste Subtrahierschaltung, deren Pluseingang mit dem DPCM-Codereingang und deren Ausgang mit dem Pluseingang einer zweiten Subtrahierschaltung verbunden ist, deren Ausgang mit dem Eingang einer Quantisierschaltung verbunden ist, einen Schätzwertbildner, dessen Eingang mit dem Ausgang der Quantisierschaltung und dem DPCM-Coderausgang und dessen Ausgang mit dem Minuseingang der zweiten Subtrahierschaltung und mit dem ersten Eingang einer ersten Addierschaltung verbunden ist, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang der Quantisierschaltung und deren Ausgang mit dem ersten Eingang einer zweiten Addierschaltung verbunden ist, und eine erste Verzögerungsschaltung enthält, deren Eingang mit dem Ausgang der zweiten Addierschaltung und deren Ausgang mit dem Minuseingang der ersten Subtrahierschaltung und mit dem zweiten Eingang der zweiten Addierschaltung verbunden ist, nach Patentanmeldung P 2541 688.0-31, d a d u r c h gek e n n zeichnet, daß zwischen dem Anlageneingang (1') und dem Pluseingang der ersten Subtrahierschaltung (10) ein Vorfilter vorgesehen ist mit einer dritten Subtrahierschaltung (28), deren Pluseingang mit dem Anlageneingang(1') verbunden ist, mit einem Umschalter (13), der wenigstens zwei Eingänge (J. II, III) aufweist und dessen Ausgang mit dem ersten Ausgang einer dritten Addierschaltung (39) verbunden ist, mit einer zweiten Verzögerungsschaltung (11) zwischen dem Ausgang der dritten Subtrahierschaltung (28) und dem ersten Eingang (I) des Umschalters (13), mit wenigstens einem Transversalfilter (12, 12') mit annähernd rotationssymmetrischem Tiefpaßcharakter zwischen dem Ausgang der dritten Subtrahierschaltung (28) und den weiteren Eingängen (all, All) des Umschalters (13), mit einer dritten Verzögerungsschaltung (40), deren Eingang mit dem Ausgang der dritten Addierschaltung (39) und dem Pluseingang der dritten Subtrahierschaltung (28) und deren Ausgang mit dem Minuseingang der dritten Subtrahierschaltung (28) und über eine vierte Verzögerungsschaltung (41) mit dem zweiten Eingang der dritten Addierschaltung (39) verbunden ist, mit einem sendeseitigen Pufferspeicher (4), der wenigstens einen Ausgang (a, b) für ein Pufferspeicher-Füllungsgradsignal aufweist, und mit einer Umschaltersteuerung (21), deren wenigstens einer Eingang mit dem wenigstens einen Ausgang (a. b) für Pufferspeicher-Füllungsgradsignale des sendeseitigen Pufferspeichers (4) und deren Ausgang mit dem Steuereingang des Umschalters (13) verbunden ist (F i g. 1).
2. Übertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transversalfilter (12) mit annähernd rotationssymmetrischem Tiefpaßcharakter vorgesehen ist, das eingangsseitig eine aus Verzögerungsschaltungen (29-32) gebildete Kette enthält, deren Anfang deren Abgriffe und deren Ende je über eine Koeffizientenschaltung (33-37) mit je einem Eingang einer Summierschaltung (38) verbunden ist, deren Ausgang als Filterausgang dient (F i g. 2).
3. Ubertragungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier Verzögerungsschaltungen (29-32) vorgesehen sind, von denen die erste (29) und die vierte (32) Verzögerungsschaltung eine Verzögerungszeit rz- rA und daß die zweite (30) und die dritte (31) Verzögerungsschaltung eine Verzögerungszeit TA aufweisen, wobei zz eine Zeilendauer und VA eine Abtastdauer bedeuten.
4. Übertragungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier Verzögerungsschaltungen (29-32) vorgesehen sind, von denen die erste (29) und die vierte (32) Verzögerungsschaltung eine Verzögerungszeit 22A und daß die zweite (30) und die dritte (31) Verzögerungsschaltung eine Verzögerungszeit sz-rA aufweisen, wobei rz eine Zeilendauer und TA eine Abtastdauer bedeuten.
5. Übertragungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß fünf Koeffizientenschaltungen (33-37) vorgesehen sind, von denen die erste (33), die zweite (34), die vierte (36) und die fünfte (37) Koeffizientenschaltung einen Koeffizienten l/s und die dritte Koeffizientenschaltung (35) einen Koeffizienten 1/4 aufweist.
6. Übertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes (12) und ein zweites (12') Transversalfilter nach Anspruch 3 oder 4 vorgesehen sind, daß das erste Transversalfilter (12) eine erste (33'), eine zweite (34'), eine vierte (36') und eine fünfte (37') Koeffizientenschaltung mit einem Koeffizienten /16 und eine dritte Koeffizientenschaltung (35') mit einem Koeffizienten 3/4 enthält und daß das zweite Transversalfilter (12') Koeffizientenschaltungen nach Anspruch 5 enthält.
7. Übertragungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein umschaltbares Transversalfilter (24) vorgesehen ist, bei dem mittels durch die Umschaltsteuerung (21) gesteuerten Umschaltern (13 - 135) nicht nur die beiden Transversalfilter (12, 12') durch Koeffizientenumschaltung sondern auch die erste Verzögerungsschaltung (11) durch Auftrennen der ersten (33), der zweiten (34), der vierten (36) und der fünften (37) sowie durch Kurzschließen der dritten (35) Koeffizientenschaltung realisierbar sind (F i g. 4).
8. Übertragungsanlage nach Anspruch 1 mit einem Transversalfilter mit annähernd rotationssymmetrischem Tiefpaßcharakter, dadurch gekennzeichnet, daß eine tJmschaltsteuerung (21) vorgesehen ist, die den Umschalter (13) vom ersten Eingang (I) auf den zweiten Eingang (II) umschaltet, wenn ein Pufferspeicher-Füllungsgradsignal vom Ausgang (a> des sendeseitigen Pufferspeichers (4) eintrifft und den Umschalter (13) zuruckschaltet, wenn dieses Pufferspeicher-Füllungsgradsignal ausbleibt.
9. Übertragungsanlage nach Anspruch 1 mit wenigstens einem Transversalfilter mit annähernd rotationssymmetrischem Tiefpaßcharakter, dadurch gekennzeichnet, daß in dem sendeseitigen Pufferspeicher (4) Schwellenwertschaltungen einer Anzahl vorgesehen sind, die der Anzahl der Transversalfilter (12, 12') + 1 entspricht, daß diese Schwellenwertschaltungen Ausgangssignale abgeben, die zum einen anzeigen, wenn der Pufferspeicher-Füllungsgrad diese Schwelle erreicht hat und zum anderen anzeigen, ob bei Füllung oder Entleerung, und daß ferner eine Umschaltersteuerung (21) vorgesehen ist, die bei steigender Pufferspeicherfüllung bei Erreichen einer Schwelle einer Ordnungszahl mit Ausnahme der Schwelle niedrigster Ordnungszahl - mit der Zählung beginnend mit der Schwelle niedrigsten Pufferspeicherfüllungsgrades - den Umschalter (13) von dem Eingang nächst niedrigeren Ordnungszahl auf den Eingang gleich hoher Ordnungszahl umschaltet und die bei fallender Pufferspeicherfüllung bei Erreichen einer Schwelle einer Ordnungszahl den Umschalter (13) von dem Eingang nächst höherer Ordnungszahl auf den Eingang gleich hoher Ordnungszahl umschaltet oder bei Fehlen eines Eingangs höherer Ordnungszahl nicht umschaltet.

Die Erfindung betrifft eine Übertragungsanlage für in pulscodemodulierter Form vorliegende bewegte Bilder mit einem ersten Umsetzer zur Umsetzung der pulscodemodulierten Signale in differenzpulscodemodulierte Signale (DPCM-Coder), mit einem zweiten Umsetzer zur Umsetzung der differenzpulscodemodulierten Signale konstanter Wortlänge in differenzpulscodemodulierte Signale variabler Wortlänge (VWL-Coder), mit einem sendeseitigen Pufferspeicher, mit einem Übertragungskanal, mit einem empfangsseitigen Pufferspeicher, mit einem dritten Umsetzer zur Umsetzung der differenzpulscodemodulierten Signale variabler Wortlänge in differenzpulscodemodulierte Signale konstanter Wortlänge (VWL-Decoder) und mit einem Empfangsfilter, bei der ferner der DPCM-Coder eine erste Subtrahierschaltung, deren Pluseingang mit dem DPCM-Codereingang und deren Ausgang mit dem Pluseingang einer zweiten Subtrahierschaltung verbunden ist, deren Ausgang mit dem Eingang einer Quantisierschaltung verbunden ist, einen Schätzwertbildner, dessen Eingang mit dem Ausgang der Quantisierschaltung und dem DPCM-Coderausgang und dessen Ausgang mit dem Minuseingang der zweiten Subtrahierschaltung und mit dem ersten Eingang einer ersten Addierschaltung verbunden ist, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang der Quantisierschaltung und deren Ausgang mit dem ersten Eingang einer zweiten Addierschaltung verbunden ist, und eine erste Verzögerungsschaltung enthält, deren Eingang mit dem Ausgang der zweiten Addierschaltung und deren Ausgang mit dem Minuseingang der ersten Subtrahierschaltung und mit dem zweiten Eingang der zweiten Addierschaltung verbunden ist, nach Patentanmeldung P2541 688.0-31.

Bei der VWL-Codierung werden die Codewörter konstanter Länge nach der Häufigkeit ihres Auftretens ausgewertet. Häufig auftretende Codewörter werden in kürzere Codewörter und selten auftretende Codewörter in längere Codewörter so umgesetzt, daß sie empfangsseitig ohne Trennungszeichen erkennbar sind. Da der DPCM-Coder häufig lange Folgen von Codewörtern liefert, die den Wert »0« repräsentieren, bieten sich zusätzlich Möglichkeiten einer weiteren Reduzierung des Bitflusses an, wie eine Cluster- oder Blockcodierung.

Der sendeseitige Pufferspeicher dieser Übertragungsanlage besitzt bei vertretbarem Aufwand und vertretbarer Signallaufzeit nur eine begrenzte Kapazität. Weichen die statistischen Eigenschaften der vom DPCM-Coder abgegebenen Codewörter längere Zeit von den der VWL-Codierung zugrundegelegten in ungünstiger Weise ab, so ist ein Pufferspeicherüberlauf möglich.

Dieses Problem wurde bisher dadurch gelöst, daß bei drohendem Pufferspeicherüberlauf durch Unterabtastung von den zu übertragenden Bildpunkten nur jeder zweite gesendet und die fehlenden Bildpunkte auf der Empfangsseite aus einer Linearkombination der Amplituden der Nachbarpunkte gewonnen wurden (The Bell System Technical Journal, 50 [1971] 6, Seiten 1889-1917).

Eine Verbesserung dieses Verfahrens besteht darin, die Einschaltung der Unterabtastung von gewissen Bedingungen abhängig zu machen, welche aus der räumlichen Umgebung des zu sendenden Bildes abgeleitet werden (The Bell System Technical Journal, 53 [1974] 6, Seiten 1137-1173).

Bei der Hauptanmeldung P 25 41 688.0-31 wird zwischen den Ausgang der ersten und den Pluseingang der zweiten Subtrahierschaltung bei Erreichung eines gewissen Füllungsgrades des sendeseitigen Pufferspeichers ein Transversalfilter mit annähernd rotationssymmetrischem Tiefpaßcharakter eingefügt. Dadurch wird unter geringer Signallaufzeit durch die Anlage ein Pufferspeicherüberlauf bei subjektiv nicht oder nur gering wahrnehmbaren Qualitätseinbußen des übertragenen Bildes verhindert.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine weitere Lösung für dieses Problem anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Anlageneingang und dem Pluseingang der ersten Subtrahierschaltung ein Vorfilter vorgesehen ist mit einer dritten Subtrahierschaltung, deren Pluseingang mit dem Anlageneingang verbunden ist, mit einem Umschalter, der wenigstens zwei Eingänge aufweist und dessen Ausgang mit dem ersten Ausgang einer dritten Addierschaltung verbunden ist, mit einer zweiten Verzögerungsschaltung zwischen dem Ausgang der dritten Subtrahierschaltung und dem ersten Eingang des Umschalters, mit wenigstens einem Transversalfilter mit annähernd rotationssymmetrischem Tiefpaßcharakter zwischen dem Ausgang der dritten Subtrahierschaltung und den weiteren Eingängen des Umschalters, mit einer dritten Verzögerungsschaltung, deren Eingang mit dem Ausgang der dritten Addierschaltung und deren Ausgang mit dem Minuseingang der ditten Subtrahierschaltung und über eine vierte Verzögerungsschaltung mit dem zweiten Eingang der dritten Addierschaltung verbunden ist, mit einem sendeseitigen Pufferspeicher, der wenigstens einen Ausgang für ein Pufferspeicher-Füllungsgradsignal aufweist, und mit einer Umschaltsteuerung, deren wenigstens einer Eingang mit dem wenigstens einen Ausgang für Pufferspeicher-Füllungsgradsignale des sendeseitigen Pufferspeichers und deren Ausgang mit dem Steuereingang des Umschalters verbunden ist.