DE2758230A1

DE2758230A1 - Signaluebertragungssystem

Info

Publication number: DE2758230A1
Application number: DE19772758230
Authority: DE
Inventors: Isao Tashiro
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1976-12-25
Filing date: 1977-12-27
Publication date: 1978-06-29
Also published as: US4179659A; DE2758230B2; JPS6016777B2; JPS5386105A; GB1576520A; DE2758230C3

Description

TOKYO SHIBAURA ELECTRIC CO., LTD. MöhbtnB·37

72 Horikawa-cho, D-βΟΟΟMünchen

Saiwai-ku, TeL 089/982085-87

Telex: 0529802 hnkld Kawasaki-s hi Telegramme: ellipsoid

Japan

2 7. Daz. !977

Signalübertragungssystem

Die Erfindung betrifft ein Signalübertragungssystem, und zwar speziell ein solches Signalübertragungssystem, durch das ein Analogsignal in einer zu einem differential-pulscode-modulierten Signalzug umgewandelten Form übertragen wird. Ein solcher differential-pulscode-modulierter Signalzug wird nachfolgend als DPCM-Signalzug abgekürzt.

Wenn ein Analogsignal, beispielsweise eine Videosignal übertragen wird, dann wird während der Übertragung häufig ein Störrauschen in das Videosignal eingeführt, was zu einer Verminderung der Bildqualität führt. Um dies zu vermeiden, ist ein Verfahren entwickelt worden, bei dem ein Videosignal in digitaler Form übertragen wird. Die Übertragung des Videosignales in digitaler Form, beispielsweise in der Form eines pulscode-modulierten Signales (PCM-Signal) hat jedoch den Nachteil, daß die Übertragung viel Zeit erfordert. Um dieses Problem zu lösen, ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem ein Videosignal in einer in einen DPCM-Signalzug umgewandelten Form durch Anlegung eines Bestimmungssignalzuges übertragen wird. Die Übertragung eines DPCM-Signalzuges vermindert nicht nur die Übertragungszeit, sondern bietet auch noch weiter unten näher erläuterte Vorteile. Dennoch ergeben sich bei

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der Übertragung eines DPCM—Signalzuges insoferne Nachteile, als beim Auftreten eines Fehlers in der Bitfolge einer Zeichengruppe des DPCM—Signalzuges alle nachfolgenden DPCM— Signale falsche Daten aufveisen. Zur Beseitung dieser Schwierigkeit ist es bekannt, beispielsweise bei der Übertragung eines Videosignales in einer in ein DPCM—Signal umgewandelten Form, einen DPCM-Signalzug unter Einfügung eines PCM—Signales in den Signalzug während der Zeitspanne zur Abtastung einer Linie zu übertragen, so daß ein Bitfehler des entsprechenden DPCM-Signales korrigiert wird. Dennoch traten Qualitätsverluste konzentriert im rechten Randbereich des wiedergegebenen Bildes auf. Dar— überhinaus wird das Bestimmungssignal, wie dies bekannt ist, in einer gleichförmigen Zeitspanne in den DPCM-Signaizug eingefügt. Da jedoch jede Zeichenfolge des Bestimmungssignalzuges fast doppelt so viele riits hat wie eine Zeichenfolge des DPCM—Higrtal7i»7er, iairden die Daten einer Zeichenfolge des DPCM-Signaizuges in dem Abschnitt des DPCM-Signaizuges verloren, in den das Bestimmungssignal eingefügt wurde. Daher war der Abschnitt des DPCM-Signalzuges, in dem das Bestimmungssignal einzuführen war» oder die Frequenz der Einführung des Bestimmungssignales in einen Übertragungssignalzug Begrenzungen unterworfen. Weiterhin wurde die Bitqualität in dem Abschnitt des DPCM-Signalzuges verschlechtert, in den das Bestimmungssignal eingeführt wurde.

Wenn ein statisches Bild übertragen wurde, so war es möglich, das Bestimmungssignal einzufügen, ohne Daten einer Zeichenfolge des DPCM-Signalzuges zu verlieren. Selbst in diesem Fall aber ergab sich ein Problem dadurch, daß die zu übertragende Datenmenge durch die Daten des eingefügten Bestimmungssignales erhöht wurde.

Bine wesentliche Zielsetzung der Erfindung besteht somit in

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der Schaffung eines Signalübertragungssystemes, welches eine häufigere Einfügung eines Bestimmungssignales in einen DPCM-Signalzug als bisher ermöglicht, ohne dabei im DPCM-Signal enthaltene Daten zu verlieren und ohne die Gesamtmenge der zu übertragenden Daten zu vergrößern.

Ein erfindungsgemäßes Signalübertragungssystem veist eine Eingangssignal-Codiereinrichtung zur Erfassung eines Ein— gangssignales in einer vorbestimmten Prüfzeit und zur Um— vandlung der erfaßten Daten in einen Bestimmungssignalzug und einen DPCM-Signalzug, wobei jeder Signalzug die Information des Eingangssignales enthält, weist weiterhin eine Übertragungs-Signalzugbildungseinrichtung auf, der der DPCM-Signalzug und der Bestimmungssignalzug zugeführt wer— den und die an den Stellen, an denen eine spezifizierte Gruppe von benachbarten Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges einen vorgeschriebenen Inhalt hat, ein spezifiziertes Signal, also ein Signal mit vorgeschriebenem Muster, einfügt, welches niemals als DPCM-Signal und als Bestimmungssignal in die Positionen benachbarter Zeichenfolgen gebracht wird, wodurch insgesamt ein zu übertragender Übertragungssignal— zug gebildet wird, und weist schließlich eine Wiedergabe— einrichtung für den Bestimmungssignalzug zur Erfassung des spezifizierten Signales aus dem empfangenen Übertragungssignalzug auf, welche das übertragene Bestimmungssignal in die entsprechenden Positionen der benachbarten Zeichenfolgen einsetzt und damit aus dem empfangenen Übertragungssignalzug wieder den Bestimmungssignalzug erzeugt, der durch die Bingangssignal-Codierungseinrichtung erzeugt wurde.

Das erfindungsgemäße Signalübertragungssystem entscheidet, ob beispielsweise die zweite oder dritte Zeichenfolge von drei aufeinanderfolgenden Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges die Ziffern O und 0 darstellen, oder ob drei aufeinanderfolgende Zeichenfolgen die Ziffern + 1, - 1, + 1

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oder - 1, + 1, - 1 bezeichnen· In diesem Falle vird ein Übertragungssignalzug dadurch gebildet, daß ein spezifiziertes Signal, welches als Binärcodierung ¹¹OOOO¹¹ ausgedrückt und niemals als DPCM-Signal angewendet wird, in die Position der ersten von drei aufeinanderfolgenden Zeichenfolgen eingesetzt wird und ein Bestimmungssignal aus sieben Bits in den Raum eingesetzt wird, der durch die letzten beiden Zeichenfolgen eingenommen wird. Die Reihenfolge, in der das Spezifizierungssignal und das Bestimmungssignal in die Positionen der aufeinanderfolgenden Zeichenfolgen eingesetzt werden, unterliegt keinerlei Begrenzungen· Mit anderen Worten wird beispielsweise eine Gruppe von drei aufeinanderfolgenden Zeichenfolgen, die vergleichsweise geringen Unterschied in der Ziffernbedeutung aufweisen, aus dem DPCM-Signalzug ausgewählt. Das spezifizierte Signal und das Bestimmungssignal werden in die Stellen der drei Zeichenfolgen der ausgewählten Gruppe eingesetzt· Das in den DPCM-Signalzug eingesetzte Bestimmungssignal korrigiert einen Bitfehler des DPCM-Signalzuges, der während der Übertragung auftreten könnte. Auf diese Weise kann die Verminderung der Bildqualität erheblich begrenzt werden, die sonst durch das reproduzierte Bestimmungssignal verursacht wird. Weiterhin besteht keine Begrenzung hinsichtlich der Auswahl des Abschnittes des DPCM-Signalzuges, in den das Bestimmungssignal einzusetzen ist. Schließlich werden keine Daten verloren, die im DPCM-Signalzug enthalten sind.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung, insbesondere in Verbindung mit den Ansprüchen. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Signalübertragungssystemes,

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Fig. 2A bis 2F Signale, die in den entsprechenden Blöcken des Blockschaltbildes gemäß Fig. 1 auftreten,

Fig. 3A und 3B eine grafische Veranschaulichung der Absenkungs- und Anhebecharakteristik der Codierschaltung gemäß Fig. 1,

Fig. 4A eine detaillierte Veranschaulichung der den Übertragungssignalzug bildenden Schaltung gemäß Fig. 1,

Fig. 4B eine Veranschaulichung der Form der in den verschiedenen Abschnitten von Fig. 4A auftretenden Signale und

Fig. 4C und 4D eine detaillierte Veranschaulichung der Bestimmungssignal-Wiedergabeschaltung gemäß Fig. 1,

Wie in Fig. 1 veranschaulicht ist, sind ein Sendeabschnitt und ein Empfangsabschnitt 2 über eine übertragungsleitung miteinander verbunden. Der Sendeabschnitt 1 weist eine Eingangssignal-Codierschaltung 1a und eine Schaltung 1b zur Erzeugung eines Übertragungssignalzuges auf. Die Codierschaltung 1a wandelt ein Videosignal S-, wie es beispielsweise aus einer Videokamera kommt, in einen DPCM-Signalzug S₂ um. Hierzu weist die Codierschaltung 1a einen Quantisierungs-Umwandler 11a, Digital-Digital-Wandler (D-D-Wandler) 11b und 11c zur Umwandlung des Ausgangs aus dem Quantisierungs-Umwandler 11a, eine Addierschaltung 11e zur Addition eines Digitalsignales aus dem DD-Umvandler 11c und eines Ausgangssignales aus einem Steuergerät 11d auf, wobei die addierten Signale in das Steuergerät 11d eingegeben werden, so daß dieses einen digitalen Bestimmungssignalzug S- erzeugt. Weiterhin ist ein Digital-Analog-Umwandler (D-A-Umwandler) 11f vorgesehen, der den aus dem Steuergerät 11d kommenden Bestimmungssignalzug S- in ein Analogsignal umwandelt und einer Subtraktionsschaltung 11g zuführt, welche an den Quantisierungsumwandler na ein

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Signal anlegt, welches der Differenz zwischen den Amplituden des Eingangsanalogsignales S^ und des Ausgangsanalogsignales aus dem D-A-Umwandler 11f entspricht. Eine solche Codierschaltung 1a ist bereits als Hybrid-Bauart bekannt. Die Zeichenfolge für jeden DPCM-Signalzug S₂ besteht aus jeweils vier Bits. Die Schaltung 1b zur Bildung des Übertragungssignalzuges besteht aus einer ersten und einer zweiten Verzögerungsschaltung 12 bzw. 13» einer Signaleinfügungsschaltung 14, einer DPCM-Signaldetektorschaltung 15» einem ersten Signalhalter 16 und einem Signalgenerator 17 für ein spezifiziertes Signal. Der DPCM-Signalzug S₂ wird der Signaleinftihrungsschaltung 14 über die beiden Verzögerungsschaltungen 12 und 13 zugeführt. Ein Ausgang S₂ des D-D-Umwandlers 11b, ein Ausgang aus der ersten Verzögerungsschaltung 12 und ein Ausgang aus der zweiten Verzögerungsschaltung 13 liegen an der Signaldetektorschaltung 15· Die Schaltung 15 entscheidet, ob benachbarte Zeichenfolgen aus der spezifizierten Anzahl der zu übertragenden DPCM-Signale den vorgeschriebenen Inhalt haben. Mit anderen Worten ermittelt die Detektorschaltung eine vorbestimmte Regelmäßigkeit, in der der Inhalt der spezifizierten Anzahl der DPCM-Signale, je mit einem vorbestimmten Inhalt, angeordnet sind. Wird Regelmäßigkeit oder Richtigkeit festgestellt, so erzeugt die Detektorschaltung 15, die beispielsweise eine Koinzidenzschaltung aufweisen kann, ein Detektor- oder Kontrollsignal CS₁. Die Steuerschaltung 11d erzeugt jedes Mal ein Bestimmungssignal, wenn das Eingangssignal S- erfaßt oder abgetastet wird. Jede Zeichenfolge des Bestimmungssignalzuges S. besteht beispielsweise aus sieben Bits. Wenn das Eingangssignal S₁ zum Zeitpunkt der Abtastung eine geringe Amplitudenänderung beinhaltet, so weist das Bestimmungssignal einen Wert auf, der im wesentlichen gleich ist dem Wert, welches ein PCM-Signai zu diesem AbtastZeitpunkt aufweist.

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Zum Zeitpunkt der Anlegung des Detektor- oder Steuersignales CS₁ hält der erste Signalhalter 16 das aus der Steuerschaltung 11d kommende Bestimmungssignal S₄. Der Signalgenerator 17 erzeugt ein weiter unten noch näher erläutertes Mustersignal S₃ mit einem speziellen Code, der niemals als DPCM-Signal verwendet wird. Die Signaleinfügungsschaltung 14 erhält nicht nur ein Ausgangssignal aus der zweiten Verzögerungsschaltung 13, sondern auch das spezifizierte Mustersignal S₃ und ein ausgangssignal dus dem ersten i- ignai nalter 16. Wenn cias Detektor- oder Kontrollsignal Ua₁ erzeugt wird, so sind die Positionen von beispielsweise drei den DPCM-Signalzug bildenden Zeichenfolgen aus der zweiten Verzögerungsschaltung 13 durch das spezifizierte Mustersignal S₃ und das Bestimmungssignal eingenommen, welches im ersten Signalhalter gehalten ist. Die Reihenfolge, in der die beiden Signale S₃ und S₄ in die Positionen der drei Zeichenfolgen eingesetzt werden, unterliegt keinerlei besonderen Beschränkungen. Ein Ausgangssignal S,- der Signaleinfügungsschaltung 14 wird beispielsweise an die Übertragungsleitung 3 gelegt.

Im Empfängerabschnitt, also der Wiedergabeschaltung für den Bestimmungssignalzug, wird der Übertragungssignalzug S₅ über eine dritte Verzögerungsschaltung 21, eine vierte Verzögerungsschaltung 22 und einem D-D-Umwandler 28 einer Additionsschaltung 23 zugeführt. Ein Ausgangssignal aus der vierten Verzögerungsschaltung 22 wird der Detektorschaltung 25 für das spezifizierte Mustersignal S₃ zugeführt. Wenn das spezifizierte Mustersignal S₃ im Übertragungssignalzug S₅ ermittelt wird, dann erzeugt die Detektorschaltung 25 ein erstes Kontrollsignal CS₂ und ein zweites Kontrollsignal CS₃, Der Übertragungssignalzug S^ und ein Ausgangssignal der dritten Verzögerungsschaltung 22 liegen am Eingang des zweiten Signalhalters 24. Wenn das erste Kontrollsignal CS₂

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erzeugt wird, werden diese Eingangssignale durch den zweiten Signalhalter 24 gehalten. Ein Ausgangssignal des D-D-Umwandlers 28 liegt an der Addierschaltung 23. Der Empfängerabschnitt 2 weist darüberhinaus einen Umschaltkreis 26 auf, der wahlweise ein Ausgangssignal aus der Additionsschaltung 23 oder ein Ausgangssignal aus dem zweiten Signalhalter 24 an eine Steuerschaltung 27 legt, wenn das zweite Kontrollsignal CS₃ anliegt. Ein Ausgangs-Bestimmungssignal Sg aus der Steuerschaltung 27 wird zur Additionsschaltung 23 zurückgeführt. Beim Auftreten des zweiten !ControlIsignales CS^ wird ein Ausgangssignal aus dem zweiten Signalhalter 24 an die Steuerschaltung 27 gelegt. Wenn das zweite Kontrollsignal CS- nicht erzeugt wird, so liegt der Ausgang der Additionsschaltung 23 an der Steuerschaltung 27· Ein Ausgangssignal der Steuerschaltung 27_f velches das gewünschte Bestimmungssignal ist, wird über einen nicht näher dargestellten D-A-Umwandler in ein Analogsignal umgewandelt.

Anhand der Darstellungen in den Fig. 2A bis 2F wird nachfolgend der Betrieb des Signalübertragungssystems gemäß Fig. 1 näher erläutert. Ein Analogsignal, wie beispielsweise ein Videosignal S₁ gemäß Fig· 2A wird bei seiner Anlegung an die Subtraktionsschaltung 11g in der Codierschaltung 1a zu den Zeitpunkten T₁ bis T₁₆, die in Fig· 2B veranschaulicht sind, abgetastet oder geprüft· Venn das abgetastete Signal in der Codierschaltung 1a verarbeitet wird, so erzeugt der D-D-ümwandler 11b einen DPCM-Signalzug S₂ gemäß Fig. 2C. Die vier Bits der Zeichenfolgen, welche den DPCM-Signalzug S₂ bilden, werden in der ersten Verzögerungsschaltung 12 bzw· der zweiten Verzögerungsschaltung 13 über eine Abtastzeitspanne oder einen Prüfzeitraum verzögert und dann der Signalhalteschaltung 14 zugeführt. Die DPCM-Signal-Detektorschaltung 15 entscheidet,

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ob die drei benachbarten Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges Sp von jeweils vorbestimmtem Inhalt in der vorbestimmten regelmäßigen Ordnung angeordnet sind. Wenn der Inhalt der zweiten und der dritten Zeichenfolge der drei Zeichenfolgen O ist oder die drei Zeichenfolgen ^M+ 1", "- 1,^w, "+ 1" bzw. "- 1", "+ 1", «- 1« beinhalten, dann erzeugt die DPCM-Signal-Detektorschaltung 15 ein Detektoroder Kontrollsignal CS₁. Dieses Kontrollsignal CS₁ bewirkt, daß das spezifizierte Mustersignal S₃ in die Position der ersten der drei Zeichenfolgen, welche das DPCM-Signal S« bilden, eingesetzt wird. Wenn das Kontrollsignal CS₁ vorliegt, so wird ein Bestimmungssignal S₄ aus der Steuerschaltung 11d durch den ersten Signalhalter 16 gehalten. Jede Zeichenfolge des Bestimmungssignales S₄ besteht aus sieben Bits. Das Bestimmungssignal S₄ wird in die Positionen der zweiten und der dritten Zeichenfolge von den drei, das DPCM-Signal S₂ bildenden Zeichenfolgen eingesetzt. Somit ergibt sich am Ausgang der Signaleinfügungsschaltung 14 ein Zug von DPCM-Signalen oder ein Übertragungssignalzug, vie er in Fig. 2E veranschaulicht ist. Bei dieser Ausführungsform sind durch die Bezeichnungen P₁, P« bzv. P₃ die Bereiche der drei Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges angegeben, die eine vorbestimmte regelmäßige Anordnung haben sollen. Der Bereich P₁ bezeichnet eine Gruppe von drei Zeichenfolgen, deren Inhalt "+ 1^W, "- 1" bzw. "+ 1^W ist, in der erwähnten Anordnung. Der Bereich P₃ bezeichnet eine Gruppe von drei Zeichenfolgen, deren Inhalt "+ 2", ^WO" bzw. ·*Ο^η ist, in der angegebenen Reihenfolge. Der Bereich Ρ« veranschaulicht eine Gruppe von drei Zeichenfolgen, deren Inhalt "-1", ⁿ+ 1^w bzw. "— 1", in dieser Reihenfolge, ist. In Fig. 2E ist durch einen Stern der Abschnitt eines DPCM-Signalzuges veranschaulicht, in den das vorbestimmte Mustersignal S₃ eingesetzt wird, während die Buchstabenfolge PDS den Abschnitt des DPCM-Signalzuges anzeigt, in den das Bestimmungssignal S₄ eingesetzt wird.

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Im Empfangerabschnitt 2, wird der Übertragungssignalzug S₅ durch die beiden weiteren Verzögerungsschaltungen 21 und 22 über eine Prüfzeitspanne verzögert und über den D-D-Umvandler 28 an die Addierschaltung 23 angelegt· Der der Additionsschaltung 23 zugeführte DPCM-Übertragungssignalzug S₅ wird zu einem Ausgangsbestimmungssignal S₆ aus der Steuerschaltung 27 addiert, wobei das Ausgangsbestimmungssignal im vorangegangenen PrüfZeitraum angelegt worden ist. Die Detektorschaltung 25 für das spezifizierte Mustersignal erfaßt ein spezifiziertes Mustersignal, welches in Fig. 2E mit einem Sternchen veranschaulicht ist, aus dem DPCM-Signalzug und veranlaßt, daß das erste Kontrollsignal CS₂ dem zweiten Signalhalter 24 zugeführt wird. Der zweite Signalhalter 24 hält die ersten vier Bits des Bestimmungssignals, welches eine Abtastperiode nach der Ermittlung des spezifizierten Mustersignales empfangen worden ist, und die letzten drei Bits des selben Bestimmungssignales, welches eine weitere Abtastperiode später empfangen worden ist· Die so gehaltenen Bit-Signale werden dem Umschaltkreis 26 zugeführt· Wenn das zweite Kontrollsignal CS₃ empfangen wird, wird der Kontakt des Umschaltkreises 26 mit dem zweiten Signalhalter 24 verbunden und wird der Ausgang des Kreises 26 der Steuerschaltung 27 zugeführt. Da der Kontakt des Umschaltkreises 26 später an die Additionsschaltung 23 gelegt wird, werden die aufeinanderfolgende DPCM-Signale bildenden Zeichenfolgen in Bestimmungssignale umgewandelt· Ein Ausgangssignal aus der Steuerschaltung 27 ist ein Bestimmungssignalzug, dessen Form in Fig· 2D veranschaulicht ist. Dabei wandelt ein nicht näher dargestellter D-A-Umwandler das Bestimmungssignal in ein Analogsignal um, welches in Fig. 2D mit gestrichelten Linien veranschaulicht ist. Bei Umwandlung in einen DPCM-Signalzug, ergibt der aus Fig. 2D ersichtliche Kurvenzug einschließlich der gestrichelten Abschnitte insgesamt einen Ubertragungssignalzug (vgl. Fig. 2F).

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Wie aus der vorstehenden Beschreibung ohne weiteres ersichtlich ist, wird ein Bestimmungssignal S- in die Positionen zveier benachbarter Zeichenfolgen von drei einen DPCM-Signalzug bildenden Zeichenfolgen eingefügt· Diese Einfügung erfolgt wahlweise in demjenigen Abschnitt des DPCM-Signalzuges, in dem die Werte der zweiten und der dritten der drei Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges ^MO^W sind, oder wo die drei Worte die Werte "+ 1", ^w- 1^w bzw. "+I" oder ^w- 1", "+ 1" bzw. "- 1^M haben, nämlich in dem Abschnitt des DPCM-Signalzuges, in dem die drei aufeinanderfolgenden Zeichenfolgen nur geringe Unterschiede in ihrem Wert aufweisen. Dabei ergibt sich bei der späteren Erzeugung eines Bestimmungssignalzuges S₆ keine irgendwie fühlbare Minderung der Bildqualität. Wenn ein Videosignal übertragen wird, so ist eine nachteilige Beeinflussung der Bildqualität durch einen reproduzierten Bestimmungssignalzug von vernachlässigbarer Größe.

In der nachfolgenden Tabelle sind Ergebnisse von entsprechenden praktischen Versuchen veranschaulicht. Simulationsversuche auf der Grundlage eines Computersystems wurden unternommen im Zusammenhang mit der Übertragung (A) einer menschlichen Gestalt auf Landschaftshintergrund, (B) einer menschlichen Gestalt auf dem Hintergrund einer abgeschlossenen Räumlichkeit, (C) einem Brustbild einer menschlichen Gestalt, (D) eines menschlichen Gesichtes, (E) einer menschlichen Gestalt in voller Größe und (F) einer weiteren menschlichen Gestalt im Brustbild, wobei die Ergebnisse in der Tabelle veranschaulicht sind.

Die Zahlenangaben in der Tabelle bezeichnen wie oft die genannten speziellen Gruppen von ui'CM-Zeichen oder -Signalen in einer AOtastlinie auftreten und das Bestimmungssignal in einen DPCM-Signalzug eingefügt werden kann, gemessen pro Abtastperiode für jede Linie der gesamten Vordergrund-

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Tabelle

ο co α» ro

Art der Abbildung

B C

E P

Anzahl der spezifizierten DPCM-Zeichengruppen mit Wert "0" benachbarter Zeichenfolgen in einer Abtastlinie

5.6 5.7 6.4

8.1 5.0 6.5

Anzahl der spezifizierten DPCM-Zeichengruppen mit drei benachbarten Zeichenfolgen in einer Abtastlinie, deren Werte ¹M", "-1" bzw. "+1" oder "-1", ^M+1" bzw. "-1" sind.

Anzahl der Bestimmungssignale, die während der Zeit für die Abtastung einer Abtastlinie in einen DPCM-Signalzug eingefügt werden können.

7 7 8

10 6 8

TS) CJ O

gestalt. Die Tabelle zeigt diese Daten für den Fall, daß die Codierungsschaltung 1a gemäß Fig. 1 eine Absenkungsund Anhebungscharakteristik für die Codierung aufweist, wie sie in den Fig. 3A und 3B veranschaulicht ist. Jede Zeichenfolge des DPCM-Signalzuges besteht aus vier Bits; jede ein Bestimmungssignal bildende Zeichenfolge ist auf minimal sieben Bits quantisiert; eine Vordergrundgestalt hat 400 horizontale Abtastlinien; jede Abtastlinie enthält 512 Bildpunkte. Die Tabelle veranschaulicht weiter, daß acht Bestimmungssignale im Durchschnitt in einen DPCM-Signalzug pro Abtastperiode für eine Linie eingefügt werden können, und daß insbesondere im Fall D sogar zehn Bestimmungssignale während einer Abtastperiode für eine Linie eingesetzt werden können. Das erfindungsgemäße Signalübertragungssystem kann daher die Verschlechterung der Qualität des reproduzierten Bildes selbst dann vermeiden, wenn ein Bestimmungssignal so oft, wie dies angegeben ist, in den DPCM-Signalzug eingesetzt wird.

Anhand von Fig. 3 soll nachfolgend die Absenkungs— und Anhebungscharakteristik bei der Codierung veranschaulicht werden. An der Stelle, an der ein Eingangssignal des quantisierenden Umwandlers 11a die Höhe 0 aufweist oder hiervon nur wenig abweicht, hat ein Ausgangssignal bei X die Höhe Die O-Höhe dieses Ausgangssignals am Punkt X kann in binärer Codierung als "0000" oder "1000" ausgedrückt werden. Da das Ausgangs-DPCM-Signal nur eine Form für die O-Höhe bezüglich der "+ O"-Höhe oder "- O"-Höhe des Eingangssignales haben kann, bleibt die andere Form unbenutzt. Wenn die binäre Codierung "1000", wobei das binäre Bit ¹¹I" die positive Signal höhe angibt, so kann die andere Codierungsform mit der binären Codierung ^lf0000^M als spezifiziertes Mustersignal verwendet werden, welches niemals als DPCM-Signal S_? verwendet wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Codierung "0000" als spezifiziertes Muster-

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signal S~ verwendet.

Im Zusammenhang mit Fig. 3B wird nachfolgend die Absenkungsund Anhebungscharakteristik einer Codierungsschaltung in einem erfindungsgemäßen Signalübertragungssystem verdeutlicht. Wenn ein Eingangssignal des quantisierenden Umwandlers 11a "Oⁿ-Höhe hat, so kann ein Ausgangssignal am Punkt X eine Höhe von "+ 0,5" oder "- 0,5ⁿ besitzen. Dies bedeutet, daß das DPCM-Signal S₂ eine andere Höhe hat als "0", und zvar kann das DPCM-Signal S₂ ausgedrückt werden als "+ 0,5"» "+ 1"t "+ 2", "+4", "+ 8",... die Codierungsschaltung la mit der erläuterten Absenkungs- und Anhebungscharakteristik gemäß Fig. 3B ergibt somit die vorbestimmte regelmäßige Anordnung "+ 1", "- 1", "+ 1" oder "- 1", "+ 1", "- 1" gemäß den veiter oben dargelegten Erläuterungen in einer größeren Anzahl von Zeichengruppen, als wenn eine Codierungsschaltung 1a mit den Eigenschaften gemäß Fig. 3A verwendet würde. Wenn die Codierungsschaltung 1a eine Charakteristik gemäß Fig. 3B aufweist, dann kann ein DPCM-Signal S₂ mit höherer Ziffernbewertung, beispielsweise "+ 8" als solches in der Benutzung unterdrückt werden, und kann somit die Ausgangssignalhöhe "+ 8" als spezifiziertes Mustersignal S^ verwendet werden.

Im Zusammenhang mit Fig. 4A bis 4D wird nachfolgend mit weiteren Einzelheiten die Anordnung und der Betrieb des Signaiübertragungssystemes gemäß Fig. 1 erläutert. Auf die an sich bekannte Codierungsschaltung 1a wird dabei nicht mehr näher eingegangen. Die Blocks in den Fig. 4A bis 4D sind mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Wie aus Fig. 4A ersichtlich ist, wird zur Zeiteinstellung eine in Fig. 1 nicht näher dargestellte Verzögerungsschaltung 31 in der Codierschaltung 1a vorgesehen. Die Bits TD₁ bis TD₄ eines DPCM-Signales S₂, dessen Zeit-

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folge durch die Verzögerung??schaltung 31 eingestellt worden ist, werden einer Schaltung 30 zugeführt, welche die Signaleinfügungsschaltung 14 und den Signalgenerator 17 für das spezifizierte Muiersignal einschließt. Ein Bestimmungssignal S₄ aus sieben Bits D₁ bis Dy ist im Signalhalter 16 gehalten. Wenn an dem DPCM-Signaldetektor 15 ankommende Signale von der Schaltung 31 und von der zweiten VerzÖgerungsschaltung 12 den vorgeschriebenen Inhalt haben, dann werden ein 7-Bit-Bestimmungssignal S₄, welches im Signalhalter 16 gehalten ist, und ein 4-Bit-Mustersignal S₃ aus dem Signalgenerator 17 in die Positionen von drei Zeichenfolgen aus je vier Bits eingefügt, die von der zweiten Verzögerungsschaltung 13 geliefert werden. Im resultierenden Übertragungssignalzug S₅, in dem jedes DPCM-Signal oder jede Zeichenfolge aus vier Bits TD^ bis TD'₄ besteht, \sird dem Empfängerabschnitt 2 zugeführt, wobei die Zeitfolge der Bits TD' bis TD*₄ durch die Verzögerungsschaltung 32 eingestellt wird. In Fig. 4B sind die Formen der in den entsprechenden Abschnitten des DPCM-Signaldetektors 15 auftretenden Signale veranschaulicht. Die Schaltungen 31, 12, 13, 30a, 30b, 32, 16a, 16b sind Flip-Flop-Schaltungen des D-Typs. Die Schaltungen 21 bis 28 aus Fig. 4C und Fig. 4D sind dieselben wie im Falle von Fig. 1.

In Fig. 4C ist veranschaulicht, daß jede Zeichenfolge in einem dem Empfängerabschnitt 2 übermittelten Signalzug durch vier Bits T^ bis T¹. gebildet wird. Mit 33 ist in Fig. 4C eine in Fig. 1 nicht näher dargestellte Verzögerungsschaltung zur Zeiteinstellung dieser Bits bezeichnet. Jede Ausgangszeichenfolge aus vier Bits aus der Verzögerungsschaltung 33 wird in der dritten und vierten Verzögerungsschaltung 21 bzw. 22 um eine Abtastperiode verzögert und sodann dem Signaldetektor 25 für das spezifizierte Muster-

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signal zugeführt· Der zweite Signalhalter 24 hält eine Zeichenfolge aus vier Bits aus der Verzögerungsschaltung und ein Ausgangssignal aus der dritten Verzögerungsschaltung 21. Ein Ausgang der vierten Verzögerungsschaltung 22 wird der Additionsschaltung 23 über den D-D-Umwandler 28 zugeführt. Das erste Kontrollsignal CS« (vgl. Pig. 1) aus dem Signaldetektor 25 wird über eine Torschaltung 25-1 an den zweiten Signalhalter 24 angelegt. Das zweite Kontrollsignal CS₃ (Fig. 1) aus dem Detektor 25 wird über eine Torschaltung 25-2 an den Umschaltkreis 26 angelegt. Ein Ausgang aus dem Umschaltkreis 26 liegt an der Steuerschaltung 27. Ein Bestimmungssignal Sg aus sieben Bits D- bis D₇ wird aus der Steuerschaltung 27 gewonnen. Das Bestinunungssignal S₆ wird in die Additionsschaltung 23 rückgeführt. Wenn das zweite Kontroll signal CS.* (vgl. Fig. 1) dem Umschaltkreis 26 zugeführt wird, so wird ein Ausgangssignal aus dem zweiten Signalhalter 24 der Steuerschaltung 27 zugeführt. Ein 7-Bit-Ausgangssignal, welches unterteilt ist in zwei Gruppen aus vier Bits und drei Bits, aus dem zweiten Signalhalter 24 wird der Steuerschaltung 27 zugeführt. Die Schaltungen 24a_f 24b, 33, 21, 22, 23a und 23b sind Flip-Flop-Schaltungen vom D-Typ.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, ist die Erfindung nicht auf die erläuterte Ausführungsform beschränkt. So kann beispielsweise die Bit-Zahl für jede Zeichenfolge eines DPCM-Signalzuges und die Bit-Zahl jeder Zeichenfolge eines Bestimmungssignalzuges abweichend gewählt werden und sollte zweckmäßig gemäß der Form des Signales S₁ gewählt werden, welches zum Empfäiig er ab schnitt 2 übertragen werden soll. Das Signal S₁ kann auch ein akustisches Signal sein. Die Übertragung selbst kann über Kabel oder auch drahtlos erfolgen.

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Claims

TOKYO SHIBAURA ELECTRIC CO., LTD. MöNstraße 37

72 Horikawa-cho, D-8000 Mönchen 80

qaiwai-ku Tel.: 089/982085-87

baiwax xu, Telex:0529802hnkld

Kawasaki-shi Telegramme: ellipsoid

^Japan 27. Dez 1977

Patentansprüche

Signalübertragungssystem mit einer Eingangssignal-Codiereinrichtung zur Abtastung eines Eingangssignales in einer vorbestimmten Zeitspanne und zur Umwandlung der Daten des abgetasteten Signales in einen Bestimmungssignalzug und einen DPCM-Signalzug, wobei jeder Signalzug die Information des Eingangssignales enthält, mit einer Bildungseinrichtung für einen Übertragungssignalzug aus dem DPCM-Signalzug, und mit einer Einrichtung zur Reproduktion des zuvor von der Eingangssignal-Codiereinrichtung erzeugten Bestimmungssignalzuges aus dem empfangenen Übertragungssignalzug, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildungseinrichtung (ib) für den Übertragungssignalzug eine Einrichtung aufweist, der der DPCM-Signalzug (S₂) und der Bestimmungssignalzug (S₄) zugeführt werden und die, wenn eine spezifizierte Anzahl benachbarter Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges die vorbestimmten Inhalte haben, die spezifizierte Anzahl der benachbarten Zeichenfolgen durch ein spezifiziertes Mustersignal (S₃) ersetzt, welches niemals als ein DPCM-Signal oder als ein Bestimmungssignal (S-) verwendet wird, und daß die Reproduktionseinrichtung (2) für das Bestimmungssignal das spezixizierte Mu-ter-

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l (S-) aue uem empfangenen Ubertragungssignaiuug (S_t ) ermittelt und den zuvor von aer rfingangssignal-Codiereinricntung erzeugten Bestimmungssignalzug aus dem empfangenen Übertragungssignalzug heraus reproduziert, wozu die entsprechenden Positionen der spezifizierten benachbarten Zeichenfolgen durch das übertragene Bestimmungssignal ersetzt und dadurch der zuvor durch die Eingangssignal-Codiereinrichtung erzeugte Bestimmungssignalzug reproduziert wird·
2. Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung des Übertragungssignalzuges eine erste Verzögerungsschaltung (12) zur Verzögerung des DPCM-Signales für eine Abtastperiode aufweist, weiter eine zweite Verzögerungsschaltung (13) zur Verzögerung des Ausgangssignales aus der ersten Verzögerungsschaltung um eine Abtastperiode aufweist, weiter einen DPCM-Signaldetektor (15) aufweist, dem der von der Eingangssignal-CodiereinrichtuncT (1a) erzeugte DPCM-Signalzug (S₂), das Ausgangssignal aus der ersten Verzögerungsschaltung und das Ausgangssignal aus der zweiten Verzögerungsschaltung zugeführt werden und die ein Kontrollsignal (CS-) erzeugt, wenn eine spezifizierte Gruppe von benachbarten Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges die vorbestimmten Inhalte aufweist, weiter einen ersten Signalhalter (16) aufweist, der beim Eingang des Kontrollsignales das Bestimmungs signal (S*) aus der Eingangssignal-Codiereinrichtung hält, weiter einen Signalgenerator (17) zur Erzeugung eines spezifizierten Mustersignales (S-) aufweist, und schließlich eine Signaleinfügungsschaltung (14) aufweist, die an die zweite Verzögerungsschaltung, den Signalgenerator zur Erzeugung des Mustersignales und den ersten Signalhalter angeschlossen ist und beim Empfang eines Detektor- oder Kontrollsignales aus dem ersten Signaldetektor die benachbarten Zeichenfolgen

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des DPCM-Si arr^i zu ere«; durch das spezifizierte Muster«?! anal und das Restimmunqssiana] (s.) welches im ersten Sianalhalter crehalten ist, ersetzt und den Übertraaunassignal-
3. Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reproduziereinrichtung für den Bestimmungssignalzug eine dritte Verzögerungsscha]tung (21) zur Verzögerung der Zeichenfolgen im Übertragungssignalzug für eine Abtastperiode aufweist, weiter eine vierte Verzögerungsschaltung (22) zur Verzögerung des Ausgangssignales aus der dritten Verzögerungsschaltung um eine Abtastperiode aufweist, weiter einen Signaldetektor (25) für das spezifizierte Mustersignal (S-) zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Kontroll.signales (CSp bzw. CS„) aufweist, wenn im Ausgang der vierten Verzögerungsschaltung das spezifizierte Mustersignal im empfangenen Übertragungssignalzug ermittelt wird, weiter einen zweiten Signalhalter (24) aufweist, der bei Erhalt des ersten Kontrollsignales (CSp) das Übertragungssignal und das Ausgangssignal aus der dritten Verzögerungsschaltung (21) hält, eine Steuerschaltung (27) zur Sendung des Bestimmungssignalzuges aufweist, weiter eine Additionsschaltung (23) zur Addition des Ausgangssignales aus der vierten Verzögerungsschaltung (22) und des Bestimmungssignales aus der Steuerschaltung aufweist, und schließlich einen Umschaltkreis (26) aufweist, der beim Erhalt des zweiten Kontrollsignales (CSg) ein Ausgangssignal aus dem zweiten Signalhalter der Steuerschaltung zuführt und bei Abwesenheit des zweiten Kontrollsignales (CS~) einen Ausgang aus der Additionsschaltung der Steuerschaltung zuführt.

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