DE2629325A1

DE2629325A1 - Verfahren zur numerischen uebertragung von codierten videosignalen

Info

Publication number: DE2629325A1
Application number: DE19762629325
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Jolivet; Francois-Xavier Antoine Stouls
Original assignee: Societe Anonyme de Telecommunications SAT
Current assignee: Societe Anonyme de Telecommunications SAT
Priority date: 1975-07-03
Filing date: 1976-06-30
Publication date: 1977-01-27
Also published as: SE416102B; SE7607539L; IT1062486B; DD125098A5; FR2316820B1; FR2316820A1; US4069504A; GB1508555A

Description

Societe Anonyme de Telecommunicatxons Paris

Verfahren zur numerischen Übertragung von codierten Videosignalen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur numerischen Übertragung von codierten Videosignalen, insbesondere codierten Visiophonsignalen. Es handelt sich dabei um ein Verfahren zur numerischen Übertragung von mit einer festen Anzahl von Binärelementen codierten Videosignalen durch Bildpunkte, wobei jede Zeile des Videosignales eine Horizontalsynchronisationssequenz enthält, die während der Zeilenaustastdauer in Multiplexform gebracht ist.

Es ist bekannt, die Horizontal- und Vertikalsynchronisierungen bzw. -synchronisation getrennt zu codieren, und sie dann in den numerischen Signal in Multiplexform zu bringen, indem man sie in die Zeilenaustastlücke einrückt, während der keine Information übertragen wird.

Es ist andererseits für die Übertragung erforderlich, daß von einem Codierer gelieferte ankommende Videosignal synchron zu machen, da dieses Signal beeinflußt ist durch einen Sprung

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(gigue) und durch Frequenzabweichungen, die kompensiert werden müssen,*um eine bestimmte numerische Übertragungsleistung bzw. -kapazität zu erhalten. Zu diesem Zweck paßt man die numerische Kapazität des ankommenden Signales an die durch einen Sende- bzw. Übertragungstakt fixierte Übertragungskapazität durch Abgleich des ankommenden Signales an.

Der Abgleich braucht nur bedingt durchgeführt werden, wenn die numerische Leistung bzw. Kapazität des Codierers und die Übertragungsleistung bzw. -kapazität die gleichen Nominalwerte haben; dieser Abgleich kann jedoch systematisch sein, wenn die Nominalwerte voneinander abweichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die numerische bzw. digitale Übertragung von Videosignalen zu schaffen, bei dem der Abgleich des eingegebenen Signales sich in einfacher und zuverlässiger Weise realisieren läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß man als Horizontalsynchronisatiönssequenz eine pseudo-zufällige Sequenz verwendet, deren Selbstkorrelationsfuktion derart ist, daß die Synchronisation beim Empfang innerhalb eines Fensters von mindestens 3 Binärelementen festgestellt werden kann, und daß man jede Zeile des Videosignales durch Zugabe oder gegebenenfalls Unterdrückung eines Binärelementes während der Zeilenaustastlücke in einem bestimmten Bereich bezogen auf die Horizontalsynchronisationssequenz abgleicht.

Die Zeilenfrequenz ist normalerweise feststehend und sie beträgt beispielsweise 8 kHz, d.h. mit anderen Worten, daß alle Zeilen die gleiche Anzahl Binärelemente enthalten, wobei diese Anzahl von der Art der verwendeten Codierung abhängt. Die Verwendung der oben genannten pseudo-zufäll igen Sequenz für die Horizontalsynchronisation gestattet es, den Abgleich auf die Horizontalsynchronisation zu synchronisieren. Der Abgleich Kann dazu führen, daß die Anzahl der Binärelemente ι

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einer Zeile um + 1 Element modifiziert werden kann, ohne daß die Feststellung bzw. Durchführung der Horizontalsynchronisation beim Empfang beeinflußt wird, da diese Feststellung in einem Fenster von mindestens 3 Binärelementen möglich ist, und zwar aufgrund der Struktur bzw. des Aufbaues des Horizontalsynchronisationswortes.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit die Verwendung eines speziellen numerischen Teilbildes bzw. Halbbildes für den Abgleich vermieden, für den kostspielige und aufwendige Ausrüstungen bzw. Elemente benötigt werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und

Fig. 2 die Selbstkorrelationsfunktion der für die Horizontalsynchronisation verwendeten pseudo-zufälligen Sequenz, wobei die Verlagerung bzw. Nacheilung über der Abszisse und die Anzahl der Koinzidenzen über der Ordinate eingezeichnet sind.

Das Video-Analogsignal S wird mittels eines Codierers 1, beispielsweise einem MIC-Differentialcodierer, codiert und dann in dem Multiplexer 3 mit den horizontalen und vertikalen Synchronisierimpulsen, die von dem Synchronisierimpulsgenerator 2 erzeugt worden sind, in Multiplexform gebracht, wobei

während
die Synchronisationen Mer Zeilenaustastlücke eingefügt werden. Die Arbeitsweise dieser Elemente wird durch den Sende- bzw. Übertragungstakt H_E gesteuert.

Im Falle eines Visiophonsignales beträgt die Zeilenfrequenz 8 kHz, wobei das Bild 251 Zeilen umfaßt, während das Signal von der Art einer Zeilenverschachtelung 2 : 1 ist, d.h., daß jedes Bild in zwei Halbbildern übertragen wird, von denen

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jedes die Zeilen gleicher Parität enthält. Jede Zeile ist aus einer bestimmten Anzahl von Punkten bzw. Elementen zusammengesetzt, beispielsweise 256 Elementen, wobei jedes Element durch eine feste Anzahl von Binärelementen codiert S ist, wobei diese Anzahl von der Art der verwendeten Codierung

abhängt.

Der Generator 2 erzeugt mit der Frequenz von 8 kHz ein aus ι 15 Bits bestehendes Synchronisier- bzw. Synchronwort, das die ; Horizontalsynchronisation bildet, worauf ein Bit für die , Vertikalsynchronisation während der 127 ersten Zeilen des ! Bildes und ein Bit "0" während der übrigen Zeilen folgt.

Das Synchronwort für die horizontale Synchronisation ist die pseudo-zufällige Sequenz 100110101111000, deren Selbstkorrelationsfunktion in Fig. 2 dargestellt ist, und die eine sehr schmale und stark akzentuierte zentrale Ausbuchtung aufweist.

Die Selbstkorrelationsfunktion wird erhalten, indem man die Anzahl der Koinzidenzen zwischen dem Wort und dem um I

1, 2 n-Binärelementen versetzten Wort zählt. Die \

schraffierte Zone von Fig. 2 entspricht den Unbestimmtheiten, die von der Konstitution bzw. Struktur der numerischen Folge abhängig sind, wobei die Binärelemente, die vor und hinter der Synchronisier- bzw. Synchronsequenz placiert sind, nicht bekannt sind.

Man erkennt, daß man bei einer Verschiebung von nur einem Bit bereits nur 7 oder 8 Koinzidenzen und bei einer Verschiebung von 2 Bits 6 bis 8 Koinzidenzen hat usw.. Der Vorteil einer derartigen Sequenz besteht darin, daß die Synchronisation bzw. Synchronisierung ohne Zwei-.deutigkeit innerhalb des Fensters von 9 Bits festgestellt werden kann, die in Fig. 2 dargestellt sind, und zwar mit bis zu 3 Übertragungsfehlern innerhalb der Sequenz, d.h. mit mindestens 12 Koinzidenzen.

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In der gleichen Art wird die Vertikalsynchronisation durch eine pseudo-zufällige "Sequenz von 127 Bits geliefert, die auf die 127 ersten Zeilen des Bildes verteilt sind. In diesem Fall geht man davon aus, daß die Synchronisierung "bzw. Synchronisation bei 100 Koinzidenzen festgestellt wird, d.h., daß man bis zu 27 Fehler toleriert.

Derartige pseudo-zufällige Sequenzen sind für sich betrachtet bekannt; die Synchronsequenz für die Horizontalsynchronisation kann mittels eines Registers von 4 Bits erhalten werden und die Sequenz für die Vertikalsynchronisation von 127 Bits mittels eines Registers von 8 Bits.

Das von dem Multiplexer 3 stammende Signal wird dann einem Abgleichelement 4 zugeführt, das an sich bekannt ist und die numerische Kapazität des Signales, die aus verschiedenen Gründen variieren kann, an die Übertragungskapazität angepaßt, die durch den Übertragungstakt H™ fixiert ist. Der Abgleich erfolgt auf jeder Zeile des Signales und besteht jeweils fallbedingt darin, ein Bit zu unterdrücken oder hinzuzufügen, oder das Signal unverändert zu lassen.

Das Element 4 ist derart auf das Wort der Horizontalsynchronisation synchronisiert, daß die Unterdrückung oder das Hinzufügen eines Bits an einer Stelle erfolgt, die bestimmt ist durch die Zeilenaustastperiode des Videosignales. Da während dieser Periode keine Videoinformation übertragen wird, ist es damit möglich, einen Negativabgleich (Unterdrückung eines Bits) ohne Informationsverlust zu realisieren.

Der Abgleich führt somit zu einer möglichen Veränderung von + 1 Bit bezogen auf die Anzahl von Bits, die zwei Worte der Horizontalsynchronisation trennen.

Beim Empfang untersucht man die Horizontalsynchronisation in einem Synchronisationsdetektor 5, der eingespeichert das Wort der oben genannten 15 Bits enthält. Zu Beginn berück-

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sichtigt man sicherheitshalber, daß die Synchronisation dann erfolgt bzw. festgestellt ist, wenn man 15 Koinzidenzen erhäli Sobald man dieses einmal festgestellt hat, wird das System durch das Element 6 verriegelt. Man untersucht anschließend die Synchronisation in einem drei Bits umfassenden Fenster, das auf die erwartete Position der Synchronisierung bzw. Synchronisation zentriert ist, die durch die Nominalperiode der Synchronisierungssequenzen bestimmt ist. Dieses 3 Bits umfassende Fenster entspricht der möglichen Veränderung von + 1 Bit, die durch den Abgleich hervorgerufen ist. [

Man weiß andererseits, daß die Struktur des Synchronisierungs-I bzw. Synchronwortes eine Synchronisationsfeststellung im j Inneren eines Fensters von 9 Bits zuläßt, so daß mit um so ^! größerem Recht die Feststellung innerhalb eines Fensters von 3 Bits realisiert werden kann.

Wenn das System verriegelt ist, ermöglicht es die beschriebene Struktur der Synchronisation eine bevorzugte Feststellung bei 12 Koinzidenzen zu benutzen, d.h., man kann bis zu drei Fehlern haben, ohne die Synchronisation zu verlieren.

Wenn man die Synchronisation bzw. Synchronisierung verliert, d.h., wenn die Feststellung nicht in dem erwarteten Bereich stattfindet, ist die Verriegelung verloren, und es stellt sich wieder die anfängliche Situation ein, d.h., man sucht bzw. untersucht das Synchron- bzw. Synchronisierungswort fortdauernd, wobei die Feststellung dann 15 Koinzidenzen benötigt.

Der Synchronisationsdetektor 5 und das Verriegelungselement sind von üblicher Bauart, wobei das Verriegelungselement 6 eine interne Zeitbasis enthält, die das drei Bits umfasHende Fenster auf der theoretischen Synchronisations- bzw. Synchronisierungsposition zentriert.

Die Verlagerung bzw. Verzögerung des Synchronisierungswortes,

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bezogen auf seine theoretische Position, ermöglicht es, den Abgleich in ein Element 7 auszulesen bzw. auszuspeichern, und man erhält den Sende- bzw. Übertragungstakt H„ durch Multiplikation und Filterung der Frequenz der Synchronisier- bzw. Synchronworte in einem Element 8.

i Um endlich die Vertikalsynchronisation zu erhalten, ermittelt 1 man nach Verriegelung der Horizontalsynchronisation in einem Detektor 9 das Binärelement für die Vertikalsynchronisation. Die auf diese Weise ermittelten 127 letzten Binärelemente werden in einen Speicher gegeben und mit einer Sequenz verglichen, die derjenigen Sequenz identisch ist, die beim Empfang in dem Detektor 9 erzeugt wird. Wenn die empfangene Sequenz identisch mit der vertikalen Synchronisationssequenz ist, abgesehen von 27 Binärelementen, befindet man sich auf der 127zigsten Zeile, und man synchronisiert die Bildzeitbasis. Diese Art der Synchronisationsfeststellung hat den Vorteil, daß eine große Anzahl von Fehlern (27 bei 127) toleriert werden kann, und diese Vertikalsynchronisationsinformation ist gut bei gruppenweise auftretende Fehlern geschützt, die insbesondere bei Hertz'sehen Übertragungen eintreten können.

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Claims

•Patentanspruch

Verfahren zur numerischen Übertragung von mit einer festen Anzahl von Binärelementen codierten Videosignalen durch Bildpunkte, wobei jede Zeile des Videosignales eine Horizontalsynchronisationssequenz enthält, die während der Zeilenaustastdauer in Multiplexform gebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß man als Horizontalsynchronisationssequenz eine pseudo-zufällige Sequenz verwendet, deren Selbstkorrelationsfunktion derart ist, daß die Synchronisation beim Empfang innerhalb eines Fensters von mindestens 3 Binärelementen festgestellt werden kann, und daß man jede Zeile des Videosignales durch Zugabe oder gegebenenfalls Unterdrückung eines Binärelementes während der Zeilenaustastlücke in einem bestimmten Bereich bezogen auf die Horizontalsynchronisationssequenz abgleicht.

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