DE2624038C3 - Method and circuit arrangement for the transmission of images via image channels with a low bandwidth - Google Patents
Method and circuit arrangement for the transmission of images via image channels with a low bandwidthInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Übertragen von Bildern über Bildkanäle mit geringer Bandbreite zwischen einer sendenden und einer empfangenden Stelle einer Bildfernsprechanlage, in der die bewegten Bilder zwar mit einer hohen Detailauflösung aufgenommen, aber nicht so übertragen werden können.The invention relates to a method and a circuit arrangement for transmitting images via Image channels with low bandwidth between a sending and a receiving point of a Video telephone system in which the moving images are recorded with a high level of detail, but cannot be transferred in this way.
Es sind schon zahlreiche Schaltungsanordnungen bekannt, die dieser Tatsache Rechnung tragen und deshalb Bilder mit höherer Detail- aber verminderter Bewegungsauflösung zur Gegenstelle senden. Bei einer solchen Langsambildübertragung ist die empfangende Stelle mit einem Speicher ausgerüstet, der mehrfach abgetastet wird, so lange, bis ein neues Bild von der sendenden Stelle eingetroffen ist. Bis dahin sieht der Teilnehmer ein Standbild. Diese Methode hat außerdem den Nachteil, daß für jeden Empfänger ein großer Speicher vorgesehen werden muß, der die Helligkeitswerte aller in einem Bild enthaltenen Bildpunkte aufzunehmen hat.Numerous circuit arrangements are already known which take this fact into account and therefore send pictures with higher detail but reduced motion resolution to the remote station. At a the receiving station is equipped with a memory for such slow image transmission is scanned until a new image has arrived from the sending point. Until then he'll see Participant a still image. This method also has the disadvantage that there is a large one for each recipient Memory must be provided which stores the brightness values of all pixels contained in an image has to record.
Andere bekannte Schaltungsanordnungen sehen statt dessen vor, die hohe Bewegungsauflösung der Aufnah- *fi mekamera beizubehalten und dafür wenige Bildpunkte je Bild zu übertragen, so daß die Detailauflösung reduziert ist.Other known circuit arrangements instead to * fi mekamera maintain the high resolution of the motion Aufnah- and for that to transfer a few pixels per image, so that the resolution of detail is reduced.
Weitere Schaltungsanordnungen, beispielsweise gemäß der DE-OS 23 20 243, gestatten es, zwischen der f>o einen und der anderen Methode zu wählen und bei Bedarf Sender und Empfänger umzuschalten. Für eine solche Bildübertragung wird aber auch weiterhin der große Bildpunktspeicher benötigt.Further circuit arrangements, for example according to DE-OS 23 20 243, allow between the f> o to choose one and the other method and to switch the transmitter and receiver if necessary. For one such image transmission, however, continues to require the large pixel memory.
Schließlich ist auch noch bekannt, beispielsweise aus ΙιΓ> Bell Lab. Record, May/June 1969, Seiten 143-147, die Detailauflösung dadurch zu erhöhen, daß aus dem gesamten Bild ein Bildausschnitt ausgewählt wird, der dann übertragen wird. Alle übrigen Bildteile gelangen dann nicht zum Bildschirm der empfangenden Stelle.Finally, it is also known, for example from ΙιΓ > Bell Lab. Record, May / June 1969, pages 143-147, to increase the detail resolution by selecting an image section from the entire image, which is then transmitted. All other parts of the image are then not shown on the receiving station's screen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bildübertragungsmöglichkeit vorzusehen, mit der das garoje von der Aufnahmekamera abgetastete Bild auf dem Bildschirm sichtbar ist, und trotzdem auf die höhere Detailauflösung nicht ganz verzichtet wird.The object of the invention is to provide an image transmission option to provide with the garoje of the Capture camera scanned image is visible on the screen, and still at the higher detail resolution is not entirely dispensed with.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der von der empfangenden Stelle angegebene Bildausschnitt mit höherer Detail- und verminderter Bewegungsauflösung, das restliche Bild aber mit geringer Detail- und höherer Bewegungsauflösung übertragen wird.This object is achieved according to the invention in that the receiving station specified image section with higher detail and reduced motion resolution, the rest of the image but is transmitted with lower detail and higher motion resolution.
Die Erfindung geht davon aus, daß sich das menschliche Auge beim genauen Erfassen oder Lesen eines Dokumentes nur auf einen jeweils kleinen Teilbereich des Gesamtbildes einstellt Es ist daher nicht erforderlich, ständig das Gesamtbild mit höherer Auflösung anzubieten, sondern es genügt, einen in seiner Form frei wählbaren und im Bildfeld verschiebbaren Ausschnitt mit einer gewissen Maximalfläche auszuwählen, innerhalb dessen die Detailauflösung optimal und die Bewegungsauflösung reduziert ist. Auf diese Weise hat der Benutzer die . Möglichkeit, ständig das Gesamtbild einer Vorlage zu überblicken und gleichzeitig die ihn interessierenden Teilbereiche mit ausreichender Wiedergabeschärfe zu erfassen. Da die Bewegungsauflösung nur innerhalb eines begrenzten Bildausschnittes reduziert ist, kann z. B. der Partner in einer Fernsehtelefonanlage per Zeichenstift oder Lichtgriffel in den anderen Bereichen beliebig operieren. Bei einem vollständigen langsam übertragenen Bild wäre dies wegen der hierbei auftretenden Schmier- und Verwischungseffekte außerordentlich störend.The invention is based on the assumption that the human eye can detect or read accurately of a document only adjusts to a small sub-area of the overall picture It is therefore not required to constantly offer the overall picture with a higher resolution, but it is sufficient to have one in his Select a shape that can be freely selected and moved in the image field with a certain maximum area, within which the detail resolution is optimal and the motion resolution is reduced. In this way does the user have the. Possibility to always have an overview of the overall picture of a template and at the same time to capture the sub-areas of interest with sufficient reproduction sharpness. Since the motion resolution is only within a limited image section is reduced, z. B. the partner in a television telephone system using a pen or light pen operate at will in the other areas. This would be the case for a full, slowly transferred image extremely annoying because of the smearing and blurring effects that occur here.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Bildspeicher kein ganzes Vollbild, sondern nur einen Teil, z. B. ein Zehntel der Bildinformation, speichern muß. Die Kosten für derartig verkleinerte Speicher lassen sich dadurch wesentlich vermindern, so daß beispielsweise auch Teilnehmerendgeräte in einem Bildfernsprechsystem mit einer solchen Einrichtung ausgerüstet werden können.Another advantage of the invention is that the image memory is not a whole frame, but only one Part, e.g. B. must store a tenth of the image information. The cost of such scaled-down storage can be significantly reduced, so that, for example, subscriber terminals in one Video telephone system can be equipped with such a facility.
Ein Beispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben. Während in F i g. 1 die für die Erfindung wesentlichen Einzelheiten einer Bildfernsprecheranlage gezeigt sind, ist in Fig.2 und 3 der Signalverlauf zweier Bildzeilen dargestellt, die eine nach zwei Normen übertragene Information enthalten. Anhand von F i g. 4 wird eine Zeilenreduzierung beschrieben.An example of the invention is described with reference to the drawings. While in FIG. 1 the for the Invention essential details of a video telephone system are shown in Fig.2 and 3 of the Signal curve of two picture lines shown, which contain information transmitted according to two standards. Based on FIG. 4 a line reduction is described.
Für das Beispiel der Erfindung wird angenommen, daß für die Übertragung des interessierenden detailreichen Bildausschnittes, im folgenden Fenster genannt, das bekannte Punktkamm-Verfahren zur Anwendung kommt. Dieses Fenster Fist auf dem Bildschirm B2 der empfangenden Stelle ßin Fi g. 1 dargestellt.For the example of the invention it is assumed that the known point comb method is used for the transmission of the detailed image section of interest, referred to in the following window. This window F is on the screen B2 of the receiving station ßin Fi g. 1 shown.
Die Form dieses Fensters läßt sich je nach Text- oder Bildvorlage D aus einer Vielzahl vorgegebener Möglichkeiten mit einer Bedieneinrichtung auswählen und verschieben. Diese kann z. B. aus einem Lichtgriffel bestehen, mit dem auf eine Ecke oder auf die Mitte des gewünschten Feldes auf dem Bildschirm hingedeutet wird. Mit dem Lichtgriffel läßt sich in einem anderen Verfahren der Bildausschnitt durch Einkreisen markieren. Das interessierende Fenster kann aber auch mit einem Steuerknüppel oder einer Rollkugel angegeben werden.Depending on the original text or image D, the shape of this window can be selected and shifted from a large number of predefined possibilities with an operating device. This can e.g. B. consist of a light pen with which a corner or the center of the desired field is indicated on the screen. Another method is to use the light pen to mark the image section by circling it. The window of interest can also be specified with a joystick or a trackball.
Die lokale Positionsangabe des ausgewählten Bildfen-The local position information of the selected screen
sters sowie deren Veränderung erfolgen vorzugsweise digital in einem formatabhängigen Raster, weil eine analoge Verschiebung zu Verwischungseffekten, führen könnte.sters and their changes are preferably done digitally in a format-dependent grid, because a analog shift could lead to blurring effects.
Das Videosignal der mit einer hoot auflösenden Kamera Ki abgetasteten Vorlage D gelangt entweder über einen Schalter Sl direkt auf einen Bildkanal ή, der die Teilnehmereinrichtung der sendenden Stelle }A Ober Leitungen und Vermittlungen L mit der empfangenden Stelle B verbindet, oder bei Abtastung des Bildfensters auf eine A\&asteinrichtung E1. An diese schließt sich ein Tiefpass-impulsformer P an, der die Abtastimpulse so verbreitert, daß ihr Spektrum innerhalb der Bandbreite des ÜbertragimgskaijalsliegtThe video signal of the original D scanned with a hoot-resolving camera Ki is sent either via a switch S1 directly to an image channel ή, which connects the subscriber device of the sending station } A via lines and exchanges L to the receiving station B , or when the image window is scanned an A \ & asteineinrichtung E 1. This is followed by a low-pass pulse shaper P , which broadens the sampling pulses so that their spectrum lies within the bandwidth of the transmission channel
Die von der Kamera K1 aufgenommenen Bildsignale werden für die Direktübertragung dadurch an die Bandbreite des Bildkanals b angepasst, daß entweder ein Tiefpass die hohen Bildfrequenzen begrenzt oder daß die Fokussierung des Abtaststrahls der AufnahmekameraK1 verringert wird.The image signals captured by the camera K 1 are thereby adapted b for the direct transmission to the bandwidth of the image channel that either a low pass limits the high frame rates, or that the focusing of the scanning beam of the recording camera K is reduced. 1
Sobald nun der Teilnehmer B auf seinem Bildschirm B 2 das Bild der Vorlage D sieht, wählt er beispielsweise mittels eines Lichtgriffels Wund eines Format-Vorwahl-Knopfes ein bestimmtes Bildfenster aus und steuert damit einen mit dem Bildschirm B 2 synchronisierten Bildausschnittgenerator G an. Dieser fügt in codierter Form die Positions- und Formatbefehle in das Taktraster der hier nicht dargestellten Kamera des Teilnehmers B ein, z. B. zur Zeit der Bidlaustastlücken. Es ist aber auch möglich, bei der Inbetriebnahme des Lichtgriffels oder bei der Betätigung des Format-Vorwahl-Knopfes die Aufnahmekamera des Teilnehmers B abzuschalten und die codierten Koordinaten des Bildfensters auf andere Weise über den zum Teilnehmer A führenden Bildkanäle a zu übertragen.As soon as the participant B sees the image of the original D on his screen B 2, he selects a certain image window, for example by means of a light pen and a format preselection button, and thus controls an image section generator G synchronized with the screen B 2 . This inserts the position and format commands in coded form into the timing grid of the camera (not shown here) of participant B , e.g. B. at the time of the Bidlaustastlücken. However, it is also possible to switch off the recording camera of participant B when starting up the light pen or when pressing the format preselection button and to transmit the coded coordinates of the image window in another way via the image channels a leading to participant A.
An den Bildkanal a ist beim Teilnehmer A ein Codeauswerter C angeschlossen, der die Größe und Lage des Fensters aus den ankommenden Signalen ermittelt und dann im richtigen Augenblick den elektronischen Schalter Sl entsprechend umschaltet. Bei einer Umschaltung in die in F i g. 1 gezeichnete Lage gelangt statt des normalen Kamerasignals das nach dem Punktkamm-Verfahren in der sehen beschriebenen Weise aufbereitete Signal aus dem Tiefpass-Impulsformer Pauf den Bildkanal b. A code evaluator C is connected to the image channel a at subscriber A, which determines the size and position of the window from the incoming signals and then switches the electronic switch S1 accordingly at the right moment. When switching over to the one shown in FIG. 1, instead of the normal camera signal, the signal from the low-pass pulse shaper P, processed in the manner described using the point comb method, arrives at the image channel b.
Beim Empfänger B ist an den Bildkanal b eine Austasteinrichtung E 2 angeschlossen, die vom Abtasttakt der Abtasteinrichtung E1 synchronisiert wird. Ein Wandler R sorgt dafür, daß die von der Abtasteinrichtung El gewonnenen Impulse in ihrer richtigen Breite über den Schalter S3 in den Speicher Sp gelangen. Das Auslesen aller gespeicherter Bildpunkte erfolgt dann über den Schalter S2 in der gezeichneten StellungAt the receiver B , a blanking device E 2 is connected to the image channel b and is synchronized by the sampling rate of the scanning device E 1. A converter R ensures that the pulses obtained by the scanning device El reach the memory Sp in their correct width via the switch S3. All stored image points are then read out using switch S2 in the position shown
15 jeweils während der Dauer des gewählten Bildfensters. In der übrigen Zeit wird das direkt übertragene Bildsignal auf dem Bildschirm B 2 wiedergegeben; 15 for the duration of the selected image window. In the rest of the time, the directly transmitted image signal is reproduced on screen B 2;
Der Bildwiederholspeicher Sp kann beispielsweise in Form eines analogen Schieberegisters ausgebildet sein. Jeder Fenster-Bildpunkt wird dort (n— l)-mal ausgelesen und beim /j-ten mal durch einen neuen nach dem Punktauffrischungs-Prinzip ersetztThe image repetition memory Sp can be designed, for example, in the form of an analog shift register. Each window pixel is read out there (n- 1) times and replaced by a new one on the / jth time according to the point refresh principle
Wie das Bildsignal einer solchen gemischten Zeile aussieht ist als Beispiel in Fig.2 gezeigt Die obere Kurve A 1 stellt einen Kurvenzug im ersten Bild Λ1 und die untere Kurve im zweiten Bild Λ 2 dar. Nach der Horizontalaustastlücke ist zunächst das analoge Bildsignal zu sehen. Danach folgen die von der Einrichtung £1 gewonnenen kurzen Abtastimpulse von je einer Breite T. Dabei liegen diese Impulse im zweiten Bild A 2 zwischen denen des ersten Bildes A 1. Diese Tatsache wird noch stärker durch Fig.3 verdeutlicht die die in Fi g. 2 eingekreisten beiden Stellen vergrößert wiedergibt Dabei ist zwischen dem Impuls Λ2 und Al ein größerer Zwischenraum gelassen. Damit soll angedeutet werden, daß bei n-fachem Abtasten an dieser Stelle noch weitere Impulse liegen, wenn eine größere Detailauflösung gewünscht wird.The image signal of such a mixed line is shown as an example in FIG. This is followed by the short scanning pulses of a width T each obtained by the device £ 1. These pulses in the second image A 2 lie between those of the first image A 1. This fact is illustrated even more clearly by FIG. 2 circled two places enlarged. A larger space is left between the pulse Λ2 and Al. This is intended to indicate that with n-fold scanning there are still further pulses at this point if a greater detail resolution is desired.
Bei der bisher beschriebenen Anordnung wird innerhalb des Bildausschnittes eine erhöhte Horizontalauflösung erreicht Es erscheint jedoch sinnvoll, den Informationsgewinn durch Verringerung der Bewegungsauflösung gleichmäßig auf die Vertikale und Horizontale innerhalb des Fensters aufzuteilen. Bei einer /η-fachen Reduktion, beispielsweise von 4 MHz auf 1 MHz, wird deshalb die Zeilenzahl für das Gesamtbild ebenfalls verringert. Dies kann bei m = 4 durch Austasten jeder zweiten Zeile und zeitliche Expansion auf das Doppelte der originalen Zeilenlänge in einem Zeilenwandler geschehen. Auf der Empfangsseite erfolgt entsprechend eine Kompression der Zeilen um den Faktor 2, so daß in der Horizontalen wie in der Vertikalen eine gleichmäßige Reduktion der Auflösung entsteht. Innerhalb des Bildfensters entfällt diese Zeilenreduktion, weil dort sowohl die vertikale als auch die horizontale Maximal-Auflösung erhalten bleiben soll. Letztere ist durch das beschriebene Abtastverfahren in jedem Fall gewährleistet.With the arrangement described so far, an increased horizontal resolution is achieved within the image section. However, it appears sensible to distribute the information gain evenly between the vertical and horizontal within the window by reducing the movement resolution. With a / η-fold reduction, for example from 4 MHz to 1 MHz, the number of lines for the overall image is therefore also reduced. With m = 4, this can be done by blanking every second line and expanding it over time to double the original line length in a line converter. On the receiving side, the lines are correspondingly compressed by a factor of 2, so that there is a uniform reduction in resolution both horizontally and vertically. This line reduction does not apply within the image window because both the vertical and the horizontal maximum resolution should be retained there. The latter is guaranteed in any case by the scanning method described.
Fig.4 verdeutlicht dieses Verfahren. Im oberen Kurvenzug ist das Kamerasignal auf der Sendeseite A und unten der Kurvenzug auf der Emfpangsseite B gezeigt. In der Mitte ist das normgewandelte Signal während der Übertragung dargestellt. Daraus ist zu sehen, daß das Bildsignal und die Horizontalaustastlükken während der Übertragung doppelt so groß sind, während die Fenstergröße Funverändert geblieben ist.4 illustrates this process. In the upper curve the camera signal is shown on the sending side A and below the curve on the receiving side B. In the middle, the converted signal is shown during transmission. It can be seen from this that the image signal and the horizontal blanking gaps are twice as large during the transmission, while the window size Fun has remained changed.
2525th
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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4494144A (en) * | 1982-06-28 | 1985-01-15 | At&T Bell Laboratories | Reduced bandwidth video transmission |
-
1976
- 1976-05-28 DE DE19762624038 patent/DE2624038C3/en not_active Expired
Also Published As
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DE2624038B2 (en) | 1978-03-30 |
DE2624038A1 (en) | 1977-12-01 |
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