DE3202155A1

DE3202155A1 - Digitales faksimile-uebertragungssystem

Info

Publication number: DE3202155A1
Application number: DE19823202155
Authority: DE
Inventors: Noboru Machida Tokyo Murayama; Mutsuo Yokohama Kanagawa Ogawa
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1981-01-23
Filing date: 1982-01-23
Publication date: 1982-09-23
Also published as: DE3202155C2; JPS57123766A; US4504115A; JPS6149873B2

Description

Λ- .

Anwaltsakte: 32 028

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein digitales Faksimile-Ubertragungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Senden und Empfangen eines binären Bildsignals.

Die digitale Faksimile-Übertragung ist gegenüber der analogen Faksimile-Übertragung hauptsächlich wegen der höheren Übertragungs- bzw. Sendegeschwindigkeit weit verbreitet. Obwohl die digitale Faksimileübertragung viele Vorteile hat, kann sie nicht unmittelbar bei einer Vorlage mit Ton- bzw. Farbtonschwankungen, wie beispielsweise bei einem photographischen Bild bzw. bei einem Photo, angewendet werden. Da die digitale Faksimile-Übertragung so ausgelegt ist, daß ein binäres Bildsignal verarbeitet wird, das nur aus zwei möglichen Zuständen, nämlich "hoch" und "niedrig" besteht, kann ein Ton- bzw. Farbtonunterschied ohne ein spezielles Signalverarbeitungsverfahren nicht dargestellt werden.

Das zur Zeit am meisten versprechende, herkömmliche Verfahren, um Ton- bzw. Farbtonunterschiede bei der digitalen Faksimile-Übertragung darzustellen bzw. abzubilden, ist das sogenannte Zitter-(dither-)Verfahren. Entsprechend diesem Verfahren wird der Schwellenwertpegel, der als Bezugswert beim Umsetzen eines analogen in ein binäres BiIdsignal zu verwenden ist, wahllos oder regelmäßig für ein einziges Bildelement oder eine vorbestimmte Anzahl von Bildelementen geändert, wenn entlang der Hauptabtastrichtung,d.h. entlang der Längsrichtung einer einzigen Bildsensoranordnung abgetastet wird, und gleichzeitig wird der Schwellenwertpegel wahllos oder regelmäßig bezüglich der Hilfsabtastrichtung geändert, welche senkrecht zu der Hauptabtastrichtung verläuft. Das durch das Zitterverfah-

ren verarbeitete Bildsignal hat eine ausgezeichnete Bildreproduzierbarkeit; jedoch wird die Ubertragungs- bzw. Sendegeschwindigkeit dadurch erniedrigt.

In einem digitalen Faksimilesystem wird die Spurlänge entweder der "weißen" oder der "schwarzen" Bildelemente entlang der Abtastzeile in der Hauptabtastrichtung im allgemeinen entsprechend der modifizierten Huffmann-Kodierung in einen entsprechenden Kode umgewandelt, um eine Datenkompression oder -Verdichtung durchzuführen, wodurch dann eine Redundanz in der zu tibertragenden Information beseitigt ist. Wenn jedoch das binäre Bildsignal durch das Zitterverfahren verarbeitet ist, würde sich der übergang von "weiß" auf "schwarz" oder umgekehrt vervielfachen, und

in bestimmten Fällen würde die Ubertragungs- bzw. Sendegeschwindigkeit erheblich niedriger werden. Folglich ist es bei dem herkömmlichen digitalen Faksimile-System oft der Fall, daß dessen Datenverdichtef umgangen wird, um das binäre Bildsignal ohne eine Datenverdichtung zu übertragen.

In diesem Zusammenhang ist in den CCITT-Normen bezüglich einer Faksimile-Übertragung der Nicht-Verdichtungsbetrieb ebenso wie der Verdichtungsbetrieb als eine mögliche Betriebsart bei einer digitalen Faksimile-Übertragung festgelegt. Hierbei sollte jedoch beachtet werden, daß die

Benutzung des Nicht-Verdichtungsbetriebs bei der Übertragung nicht vorteilhaft ist, da dann, wenn die Information übertragen wird, die auf einer einzigen DIN A4 großen Vorlage enthalten ist, im Durchschnitt mehrere Megabits BiId-

g« elemente übertragen werden soll und dies würde mehrere hundert Sekunden dauern, wenn eine derartige Information mit einer Geschwindigkeit von 4800 bpS übertragen wird.

Die Erfindung soll daher ein digitales Faksimile-übertragungssystem schaffen, mit welchem Ton- bzw. Farbtonunterschiede in einerwiedergegebenen Kopie dargestellt bzw. abgebildet werden können und bei welchem der sogenannte

Zittereffekt geschaffen werden kann, ohne daß die Datenübertragungsgeschwindigkeit niedriger wird. Ferner soll gemäß der Erfindung ein digitales Faksimile-übertragungssystem geschaffen werden, bei welchem Ton- bzw. Farbtonunterschiede dargestellt werden können, wobei ein Datenverdichtungsverfahren jederzeit ohne irgendwelche Nachteile angewendet werden kann. Ferner soll ein schnelles digitales Faksimile-Ubertragungssystem geschaffen werden, welches im Aufbau ziemlich einfach ist und noch dazu leicht herzu-

stellen ist. Gemäß der Erfindung wird dies bei einem digitalen Faksimile-Ubertragungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden- Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein digitales
• Faksimile-Ubertragungssystem, mit welchem Ton- bzw. Halbtonunterschiede dargestellt bzw. abgebildet werden können, mit einem Sender, einem Empfänger, einer Ubertragungslei-

tung zum'Verbinden des Senders und des Empfängers geschaffen, wobei der Sender eine analoge- digitale Datenumsetzeinrichtung, um analoge Bilddaten, die durch photoelektrisches Abtasten einer Vorlage erhalten worden sind, mit
Hilfe eines mehrpageligen Schwellenwerts in binäre Bilddaten umzusetzen, wobei dessen Pegel durch eine jeweils vorbestimmte Anzahl der eine Gruppe bildenden binären Bilddaten geändert wird, und eine Datenverdichtungseinrichtung aufweist, um die binären Bilddaten zu verdichten, um Informationsredundanz zu beseitigen, und wobei der Empfänger eine

Daten-Dekompressionseinrichtung zum Dekomprimieren von verdichteten binären Bilddaten, die über die übertragungsleitung übertragen worden sind, und eine Verschlüsselungseinrichtung aufweist, um die binären Bilddaten zumindest zwischen zwei der Gruppen zu verschlüsseln, um dadurch ein Aus-

gangssignal zu schaffen.

Vorzugsweise wird als übertragungsleitung eine Fernsprechleitung verwendet, und unter solchen Umständen kann der Sender und der Empfänger jeweils ein MODEM aufweisen, um die binären Bilddaten in hörbare Signale, die sich für eine übertragung über die Fernsprechleitung eignen, und umgekehrt umzusetzen. Der Analog-Digital-Datenumsetzer weist vorzugsweise einen Schwellenwert-Spannungsgenerator auf, welcher verschiedene Schwellenwertpegel wahllos oder zyklisch erzeugt. Vorzugsweise hält der Schwellenwertspannungsgenerator einen Schwellenwert während einer Abtastung entlang der Hauptabtastzeile,, welche der Längsrichtung einer einzigen Bildsensoranordnung entspricht, konstant.

Die Verschlüsselungseinrichtung weist vorzugsweise einen Puffer, um vorübergehend eine vorbestimmte Anzahl Gruppen von binären Bilddaten zu speichern, die von der Datende-r kompressionseinrichtung geliefert werden, und einen Austauscher auf, um die binären Bilddaten in derselben Adresse zwischen der vorbestimmten Anzahl Gruppen auszutauschen. Der Austauscher kann die Daten beliebig oder zyklisch austauschen. Hierbei kann der Austauscher einen Rechner aufweisen, um das Austauschen von Daten entsprechend zu steuern.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines

Senders gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2a eine schematische Darstellung des Aufhaus eines Empfängers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig.2b ein logisches Schaltbild, in welchem der ins ein-

\ zelne gehende Aufbau eines in Fig. 2a darge

stellten willkürlichen Verteiler (24) wiedergegeben ist und

Fig. 2b ein Zeitdiagramin, in welchen die Beziehung

zwischen den Impulsen, die in Verbindung mit dem in Fig. 2b dargestellten, willkürlichen Verteiler verwendet werden, und dessen verschiedenen Ausgängen dargestellt ist.

In Fig. 1, in welcher in Blöcken und in Form von logischen Symbolen der Aufbau eines Senders gemäß einer Ausführungs-. form der Erfindung dargestellt ist, wird eine Vorlage 1, die zu übertragende Bildinformation enthält, durch Zuführrollen 2 in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung transportiert. Eine Lichtquelle 3 ist vorgesehen, um die Vorlage 1 zu beleuchten, und das von dieser reflektierte Licht wird über einen Spiegel 4 durch eine Linsenanordnung 5 so geleitet, daß es auf einen Bildsensor 6 auftrifft.

Der Bildsensor 6 kann eine Anzahl photoelektrischer Elemente aufweisen, die in Form einer einzigen Anordnung angeordnet sind, die sich in der Richtung von der einen zur anderen Seite der Vorlage 1 erstreckt und welche die Hauptabtastrichtung festlegt. Die Hilfsabtastrichtung ist als die Richtung festgelegt, die senkrecht zu der Hauptabtastrichtung verläuft, und sie verläuft daher in der Richtung von dem vorderen zu dem hinteren Rand (der Vorlage). Folglich setzt der Sensor optische Bildinformation in elektrische

Bildsignale um.
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Das umgesetzte Bildsignal ist ein analoges Signal, und es wird nach einer Verstärkung durch einen Verstärker 7 an einen Eingang a eines Vergleichers 9 angelegt. Der andere Eingang b des Vergleichers 9 ist mit dem Ausgang eines Schwellenwert-Spannungsgenerators 9 verbunden, welcher einen mehrpeligen Schwellenwert erzeugen kann. Folglich wird der Pegel des an den Eingang a angelegten, analogen

-χ-⁵

Bildsignals mit dem Schwellenwertpegel am Eingang b verglichen, welcher durch den Schwellenwert-Spannungsgenerator 8 erzeugt worden ist, und das sich ergebende binäre digitale Signal wird an dem Ausgang des Vergleichers 9 erhalten. Wenn beispielsweise der analoge Signalpegel größer als der Schwellenwertpegel ist, wird eine binäre "1" oder Hi, wodurch ein schwarzer Bereich angezeigt wird, als ein Ausgang abgegeben. Wenn dagegen der analoge Signalpegel den Schwellenwertpegel nicht übersteigt, wird eine binäre "0" oder Lo, wodurch ein weißer Bereich angezeigt wird, als ein Ausgang abgegeben.

Das auf diese Weise erzeugte, digitale Bildsignal wird über einen Lesepuffer 10 einem Datenverdichter 11 zugeführt. Der Datenverdichter 11 ist vorgesehen, um eine Redundanz in der zu übertragenden Information zu beseitigen, um so die Datenübertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen. In dem Datenverdichter 11 kann irgendein herkömmliches Datenverdichtungsverfahren angewendet werden; das üblicherweise angewendete Verfahren besteht jedoch darin, eine Spurlänge, welche .die Länge von kontinuierlichen "weißen" oder "schwarzen" Bildelementen ist, in einen der modifizierten Huffmann Kodes in der Weise umzusetzen, daß diese Spurlängen mit höheren auftrittsfrequenzen kürzere Kodes haben> während Spurlängen mit niedrigen Auftrittsfrequenzen längere Kodes haben.

Daß auf diese Weise verdichtete digitale Signal wird einem Modem (Modulator/Demodulator) 12 zugeführt, um in tonfre-

quente Signale umgesetzt zu werden, die sich für eine Übertragung über eine Fernsprechleitung über eine Fernsprechleitungs-Anschlußstelle 13 eignen. Natürlich kann das MODEM 12 auch weggelassen werden, wenn eine exklusive Übertragungsleitung verwendet wird.

Wie in Fig.1 dargestellt, weist der Schwellenwert-Spannungsgenerator 8 ein 4-Bit Schieberegister 31 auf, in wel-

ehern nur ein Bit die binäre "1" enthält und die übrigen Bits jeweils die binäre "0" enthalten. Das Schieberegister 31 weist vier Ausgänge auf, die jeweils mit der Steuerelektrode des entsprechenden MOS-Schalters 32.. bis 32. verbunden sind, welche jeweils zwischen den Eingang b des Vergleichers 9 und den entsprechenden·Schaltungspunkt einer Widerstandsanordnung 33 geschaltet ist, welche 2Wischen eine Versorgungsspannung ⁺V_CC und Erde geschaltet ist und welche einen Spannungsteiler bildet. 10

Wie dargestellt, wird ein Zeilensynchronisierimpuls dem in Form eines Ringzählers ausgebildeten Schieberegister 31 zugeführt. Folglich ändert sich der Schwellenwertpegel der an den Eingang b des Vergleichers 9 angelegt wird, zyklisch in Form von vier verschiedenen Werten. Im einzelnen bedeutet dies, daß, wenn die binäre "1" bei dem höchsten Bit vorliegt, der MOS-Schalter 32.. angeschaltet wird, und daß folglich der niedrigste Schwellenwertpegel an den Eingang b angelegt wird. Bei Beendigung einer einzigen Abtastzeile in der Hauptabtastrichtung wird der Zeilensynchronisierimpuls an das. Schieberegister 31 angelegt, und die binäre "1" bewegt sich auf das nächste Bit nach unten, wie in Fig.1 dargestellt ist, wodurch nur der MOS-Schalter 32» angeschaltet wird, wodurch der zweitniedrigste Schwellenwertpegel am Eingang b erzeugt wird. Auf diese Weise wird der Schwellenwertpegel am Eingang b schrittweise für jede der vier aufeinanderfolgenden Abtastzeilen erhöht. Da der Schwellenwert-(Bezugs-)Pegel bei dieser Ausführungsform

für jede Abtastzeile geändert wird,wird die Anzahl der 30

Übergänge, von "schwarz" auf "weiß" oder umgekehrt in jeder Abtastzeile nicht unangenehm erhöht.

Wie vorher ausgeführt, kodifiziert bzw. verschlüsselt der Verdichter 11 die Spurlänge von "weißen" oder "schwarzen" . · ·

Bildelementen. Folglich wird, je höher die Anzahl an Übergängen zwischen "schwarz" und "weiß" ist, die Wirksamkeit der Datenverdichtung um so geringer. In einem Extremfall,

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bei welchem "schwarz" und "weiß" abwechselnd von einem Bildelement zum anderen auftreten würde, wenn das normale Verdichtungsverfahren (das modifizierte Huffman-Kodierverfahren) angewendet wurde, die Anzahl Bits nach einer Verdichtung mehr als dreimal größer als die Anzahl in einem Fall ohne eine Verdichtung, da die Kodelänge für die Spurlänge 1 aus 3 Bits gebildet wird. In einem solchen Fall wird durch den Datenverdichter die Anzahl Bits ziemlich erhöht. Wenn aus diesem Grund ein Umstellen auf Masehen bzw. Schaltungspunkte (mesh points) oder eine sogenannte Zitterverarbeitung sendeseitig durchgeführt wird, können die Daten ohne eine Verdichtung oder Kompression schneller als die verdichteten Daten übertragen werden.

Andererseits werden gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Ton- bzw. Halbtonunterschiede in einem Vorlagenbild zwischen Abtastzeilen anstelle von Punkten dargestellt. Mit anderen Worten in der wiedergegebenen Ausführungsform wird die sogenannte Zitterverarbeitung nicht während einer Abtastung entlang einer ganz bestimmten Abtastzeile in der Hauptabtastrichtung durchgeführt. Jedoch wird die Zitterverarbeitung für die Abtastzeilen durchgeführt, indem der Schwellenwertpegel als Bezugswert beim Umsetzen in binäre Bilddaten von einer Abtastzeile zur anderen geändert wird. Folglich kann eine Datenverdichtung in vorteilhafter Weise durchgeführt werden, woebei die Daten in einem Verhältnis verdichtet werden können, das von 1/5 bis 1/50 reicht.

Wenn die auf diese Weise verarbeiteten Daten einer Aufzeichnungseinrichtung auf der Empfangsseite zugeführt werden, wird ein wiedergegebenes Bild erhalten, welches in der horizontalen Richtung gestreift ist. Folglich würde die Qualität des wiedergegebenen Bildes im Vergleich mit einem sogenannten Schaltungspunkt-(mesh point)Bild geringwertiger sein, welches durch die Zitterverarbeitung für jedes Bild geschaffen wird.

Im Hinblick auf die vorstehend beschriebene Tatsache wird gemäß der Erfindung eine Schaltungspunktanordnung mit einem Bildelement als Einheit auf der Empfängerseite ausgeführt. Wie in Fig.2a dargestellt ist, in welcher der Aufbau des Empfängers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben ist, werden die Daten in Form eines tonfrequenten Signals über eine Fernsprechleitung übertragen und an der Anschlußstelle 20 empfangen, welche einen Eingang an dem Empfänger darstellt. Das auf diese Weise empfange, tonfrequente Signal wird einem MODEM 21 zugeführt, durch welches das tonfrequente Signal in das binäre Bildsignal demoduliert wird, das in Form von Kodes ausgedrückt ist. Ein solches verdichtetes binäres Bildsignal wird einer Dekompressionseinrichtung 22 zugeführt, welche dann das binäre Bildsignal vor der Verdichtung als Ausgang an einen Schreibpuffer 23 abgibt.

Der Schreibpuffer 23 kann Daten für eine Anzahl ganzer Abtastlängen, z.B. im Fall der hier beschriebenen Ausführungsform von vier Abtastlängen speichern. Die Information in dem Schreibpuffer 23 wird an einen willkürlichen Verteiler 24 abgegeben, in welchem Bildelementinformation zwischen Abtastzeilen ausgetauscht wird, und die ausgetauschte Information wird nunmehr in einem weiteren Schreibpuffer 25 gespeichert. Der Ausgang des Schreibpuffers 25 wird über eine Ansteuerstufe 26 an einen Aufzeichnungskopf 29 abgegeben, so daß ein wiedergegebenes Bild auf der Oberfläche eines Aufzeichnungsmaterials 27 gebildet wird, welches mittels Zuführrollen 28 in der durch einen

Pfeil angegebenen Richtung bewegt wird.

In Fig.. 2b ist der Aufbau einer Ausführungsform des in der Ausführungsform der Erfindung verwendeten, willkürlichen Verteilers 24 dargestellt. Der willkürliche Verteiler 24 weist mehrere UND-Glieder A1 bis A20, ODER-Glieder R1 bis R10, Flip-Flops BM1 bis BM4, einen 1/2-Wahrscheinlichkeitssignal-Generator 31 und eine Zeitsteuereinrichtung 30

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auf. Hierbei ist einer der Eingänge der Eingangs-UND-Glieder A1, bis A4 mit einem entsprechenden Ausgang von vier Ausgängen des Schreibpuffers 23 verbunden. Der zweite Eingang jedes der UND-Glieder A1 bis A4 ist mit einem An-Schluß a der Zeitsteuereinrichtung 30 verbunden, während deren Ausgänge mit entsprechenden Eingängen der ODER-Glieder R1 bis R4 verbunden sind.

Die Ausgänge der ODER-Glieder R1 bis R4 sind mit einem K-Anschluß des jeweiligen Flip-Flops der Vier J-K-Flip-

Flops BM1 bis BM4 verbunden, welche gleichzeitig einen 4 Bit-Speicher bilden. Die anderen J-Anschlüsse dieser Flip-Flops BM1 bis BM4 sind mit Anschlüssen b bis e der Zeitsteuereinrichtung 30 verbunden.
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Der Q-Ausgang des Flip-Flops BM1 ist mit einem Eingang von UND-Gliedern A5 und A6 und eines Ausgangs-UND-Gliedes A7 verbunden. Der Q-Ausgang des Flip-Flops BM2 ist mit einem Eingang von UND-Gliedern A7 bis AlO und eines Ausgangs-UND- *® Gliedes A18 verbunden. In ähnlicher Weise ist der Q-Ausgang des Flip-Flops BM3 mit einem Eingang von UND-Gliedern A11 bis A14 und eines Ausgangs-UND-Gliedes A19 verbunden. Darüber hinaus ist der Q-Ausgang des Flip-Flops BM4 mit einem Eingang von UND-Gliedern A15 und A16 und eines Ausgangs- ° UND-Gliedes A20 verbunden. Ein Eingang des ODER-Gliedes R5 ist mit dem Ausgang des UND-Glieds A5 und dessen anderer Eingang ist mit dem Ausgang des UND-Gliedes A8 verbunden; sein Ausgang ist mit dem anderen Eingang des ODER-Gliedes R1. verbunden. Die Ausgänge der UND-Glieder A7 und

A8 sind, mit den entsprechenden Eingängen des ODER-Gliedes R6 verbunden, dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang des ODER-Gliedes R2 verbunden ist. Ein Eingang des ODER-Gliedes R7 ist mit dem Ausgang des UND-Gliedes A9 und dessen

anderer Eingang ist mit dem Ausgang des UND-Gliedes A12 35

verbunden; der Ausgang des ODER-Gliedes R7 ist mit dem dritten Eingang des ODER-Gliedes R2 verbunden. Die Ausgänge von UND-Gliedern AIO und A11 sind mit den entsprechenden

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Eingängen eines ODER-Gliedes R8 verbunden, dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang des ODER-Gliedes R3 verbunden ist. Die beiden Eingänge des ODER-Gliedes R9 sind jeweils mit dem entsprechenden Ausgang des UND-Gliedes A13 und A16 verbunden, und sein Ausgang ist mit dem verbleibenden dritten Eingang des ODER-Gliedes R3 verbunden. Die Ausgänge von UND-Gliedern A14 und A15 sind mit den entsprechenden Eingängen des ODER-Gliedes R10 verbunden, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des ODER-Gliedes R4 verbunden ist.

Ferner weist der 1/2-Wahrscheinlichkeitssignalgenerator 31 zwei Eingänge auf, die mit entsprechenden Eingangsanschlüssen f und g der Zeitsteuereinrichtung 30 verbunden sind. Ein Eingang des Signalgenerators 30 ist jeweils mit den verbleibenden Eingängen der UND-Gliedern A5, A7, A9, A11, A13 und A15 verbunden, während sein anderer Ausgang welcher ein .invertiertes Signal des über den anderen Ausgang abgegebenen Signals ist, mit den verbleibenden Eingängen 'der UND-Glieder A6, A7, A10, A12, A14 und A16 verbunden ist. Außerdem ist der Anschluß h der Zeitsteuereinrichtung 30 jeweils mit dem verbleibenden Eingang der Ausgangs-UND-Glieder A17 bis A20 verbunden, deren Ausgänge parallel mit dem Schreibpuffer 25 verbunden sind, so daß 4 Bit-Daten, d.h. eine Datenmenge für jede Abtastzeile

²^ abgegeben werden kann.

Während des Betriebs werden entsprechend den Impulsen, die von den Anschlüssen a und b bis e abgegeben werden, vier binäre Bilddaten Q) bis (?) , welche an derselben Adresse in vier getrennten und parallelen Abtastzeilen angeordnet sind.und die jeweils die Bildinformation eines einzelnen Bildelementes darstellen, über die UND-Glieder A1 bis A4 und die ODER-Glieder R1 bis R4 in den entsprechenden Flip-Flops BM1 bis BM4 gehalten. Dann werden die laufenden Inhalte CD und (2) der Flip-Flops BM1 und BM2 mit der Wahrscheinlichkeit von 1/2 durch die Kooperation zwischen den UND-Gliedern A5 bis A8, den ODER-Gliedern R5 und R6 und

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dem 1/2-Wahrscheinlichktiitssignalgenerator 31 ausgetauscht. Dann werden die laufenden Inhalte Q) und φ der Flip-Flops BM2 und BM4 mit der Wahrscheinlichkeit von 1/2 durch das Zusammenwirken zwischen den UND-Gliedern A9 bis A12, den 5 ODER-Gliedern R7 und R8 und dem 1/2-Wahrscheinlichkeitssignalgenerator 31 ausgetauscht. Dann werden die laufenden Inhalte (5) und 0 der Flip-Flops BM3 und BM4 mit der Wahrscheinlichkeit von 1/2 durch das Zusammenarbeiten zwischen den UND-Gliedern A13 bis A16, den ODER-Gliedern R9 und R10 und dem 1/2-WahrscheinlJchkeitssignalgenerator 31 ausgetauscht.

Unter den vorstehend beschriebenen Umständen wird die Bildelementinformation ζ^ in dem Flip-Flop BMI mit den Wahrscheinlichkeiten von 1/2, 1/4 bzw. 1/8 in eines der Flip-Flops BM2 bis BM4 verschoben. In ähnlicher Weise wird die Bildelementinformation (2) in dem Flip-Flop BM2 mit den Wahrscheinlichkeiten von 1/2, 1/4 bzw. 1/8 in eines der Flip-Flops BML, BM3 und BM4 verschoben. Die Bildinformation (5) in dem Flip-Flop BM3 wird mit den Wahrscheinlichkeiten von 1/2 bzw. 1/4 in eines der Flip-Flops BM2 und BM4 verschoben. Die Bildelementinformation @ in dem Flip-Flop BM4 wird mit der Wahrscheinlichkeit von 1/2 in das

Flip-Flop BM3 geschoben.
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Als nächstes werden die laufenden Inhalte Q) ' des Flip-Flops BM3 und die laufenden Inhalte (4) ' des Flip-Flops BM4 mit der Wahrscheinlichkeit von 1/2 durch das Zusammenwirken zwischen den UND-Gliedern A13 bis A16, den ODER-

Gliedern R9 und R10 und dem 1/2-Wahrscheinlichkeitssignalgenerator 31 ausgetauscht. In ähnlicher Weise werden die laufenden Inhalte (2) ' des Flip-Flops BM2 und die laufenden Inhalte (3) ' des Flip-Flops BM3 mit der Wahrscheinlichkeit von 1/2 ausgetauscht, und schließlich werden die laufenden

^s.

Inhalte Q) ' des Flip-Flops BM1 und die laufenden Inhalte

(2) ' des Flip-Flops BM2 mit der Wahrscheinlichkeit von 1/2 ausgetauscht.

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Nach Beendigung der Vorbeschriebenen Austauschfolge wird ein Abtastsignal von dem Anschluß h der Zeitsteuereinrich tung 30 aus an einen Eingang jedes der Ausgangs-UND-Glieder A17 bis A20 angelegt, so daß die laufenden Inhalte in den Flip-Flops BM1 bis BM4 als Ausgänge i bis 1 des willkürlichen Verteilers 24 erscheinen, welche dann an den Schreibpuffer 25 angelegt werden.

Wie vorstehend beschrieben, hat nach Durchführung der ersten Hälfte des Austauschvorgangs jedes der Flip-Flops BM1 bis BM4 die folgende Wahrscheinlichkeit, die Eingangs Bildelementinformation (T) bis (?) zu speichern.

BM1 : BM2: BM3: BM4:

= 1/2(3+ 1/2(2)

= 1/40 + 1/4©+ 1/20

= 1/8(D⁺ 1/8(2)+ 1/4(3)+ 1/2(4)

Andererseits hat bei Durchführung der letzten Hälfte des Austauschvorgangs jeder der Ausgänge i bis 1 des willkürlichen Verteilers 24 die folgende Wahrscheinlichkeit, eine der 1 bis 4 zu haben.

1 =

k = 1 =

1/80' + 1/8Q¹ + 1/40' + I/2QJ 11/32(T)+ 11/32(D+ 3/16Π)+ 1/8(4)

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Wie oben beschrieben, werden die Bildelementinformationen 0 bis Q) in ihrer Lage bezüglich der Hilfsabtastrichtung ausgetauscht, und jeder Austauschvorgang wird auf der Basis der Impulse zugeführt, die von den Anschlüssen a bis h der Zeitsteuereinrichtung 30 aus zugeführt werden, wobei diese Impulse in Fig.2c dargestellt sind. Der Impuls a ist

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ein Ansteuersignal, welches die Aufgabe hat, die .Bildelementinformation Q) bis (4^ , die vorübergehend in dem Schreibpuffer 23 gespeichert ist, an die ODER-Glieder R1 bis R4 abzugeben, und er hat folglich die Funktion als ein Bildsynchronisierimpuls. Die Impulse b bis e sind Zeitsteuerimpulse für den Datenaustauschvorgang, und alle diese Impulse werden gleichzeitig "1", wenn die Bildelementdaten Φ bis Qp in den Flip-Flops BM1 bis BM4 zu speichern sind.

Danach werden die Speicheraustausch-Ansteuerimpulse ρ bis e in entsprechender Weise an die Flip-Flops BM1 bis BM4 angelegt, so daß ein Datenaustausch nacheinander zwischen den Flip-Flops BM1 und BM2, BM2 und BM3, BM3 und BM4, ΒΜ4 und BM3, BM3 und BM2 sowie BM2 und BM1 durchgeführt wird. Wenn beide Impulse b und c "1" sind, wird der Ausgang des ODER-Gliedes R5 dem Flip-Flop BM1 zugeführt, und gleichzeitig wird der Ausgang von dem ODER-Glied R6 dem Flip-Flop BM2 zugeführt. Ein ähnliche Beziehung gilt zwischen den Impulsen d und e und den Flip-Flops BM3 und BM4.

Die Impulse f und g werden dem 1/2-Wahrscheinlichkeitssignalgenerator 31 zugeführt. Diese Impulse haben dieselbe Frequenz und dasselbe Impulstastverhältnis von 50%; jedoch ²^ sind sie um90° in der Phase verschoben. Folglich ist die Wahrscheinlichkeit, daß die beiden Impulse f und g den gleichen Pegel haben, 50%, was auch bezüglich der Wahrscheinlichkeit gilt, daß die Impulse f und g unterschiedliche Pegel haben. Wenn die beiden Impulse f und g denselben Pegel haben, wird eine "1" an die UND-Glieder A5 und A7 (und auch an die UND-Glieder A9, A11, A13 und A15) und eine "0" an die UND-Glieder A7 und A9 (und auch an die UND-Glieder A11, A13, A15 und A17) von dem 1/2-Wahrscheinlichkeitssignalgenerator 31 aus angelegt.

Die in dem Flip-Flop BM1 gespeicherten Daten werden an die UND-Glieder A5 und A6 abgegeben, und gleichzeitig werden

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die in dem Flip-Flop BM1 gespeicherten Daten an die UND-Glieder A 7 und A8 abgegeben. Ferner werden die Ausgänge von den UND-Gliedern A5 und A8 an das ODER-Glied R5 abgegeben, dessen Ausgang über das ODER-Glied R1 dem Flip-Flop BM1 zugeführt wird; andererseits werden die Ausgänge von den UND-Gliedern A6 und A7 an das ODER-Glied R6 abgegeben, dessen Ausgang über das ODER-Glied R6 an das Flip-Flop BM2 abgegeben wird. Wenn unter diesen Umständen die Umständen die Impulse f und g beiden denselben Pegel haben, werden die Daten von dem Flip-Flop BM1 zu dem Flip-Flop BM1 und die Daten von dem Flip-Flop BM2 ebenfalls zu dem Flip-Flop BM2 zurückgeleitet, so daß kein Datenaustausch stattfindet, während, wenn die Impuls f und g verschiedene Pegel haben, die Daten von dem Flip- Flop BM1 dem Flip-Flop BM2 und die Daten von dem Flip-Flop BM2 dem Flip-Flop BM1 zugeführt werden, wodurch ein Datenaustausch stattfindet. Ähnliches gilt für den Datenaustausch zwischen den Flip-Flops BM2 und BM3 sowie zwischen den Flip-Flops BM3

und BM4.
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Entsprechend der vorbeschriebenen Arbeitsweise werden Bildelementdaten· willkürlich in der Hilf sabtastr.ichtung oder zwischen verschiedenen Abtastzeilen ausgetauscht, wie am besten in dem unteren Teil der Fig.2c dargestellt ist. Fer-²^ ner erhält derSchreibpuffer 25 ein binäres Bildsignal,welches aus einem Seilenabhängigen durch das Zitterverfahren verarbeiteten Signal in ein punktabhängiges, durch das Zitterverfahren verarbeitetes Signal gedehnt wird. Ein derartiges schaltungspunktumgesetztes, binäres Bildsignal wird

dann an den Aufzeichnungskopf 29 angelegt.

Nunmehr werden weitere Ausführungsformen und Abwandlungen der Erfindung im einzelnen beschrieben. In der vorstehend

beschriebenen Ausführungsform ist zur Schaffung des will-35

kürlichen Verteilers (randomizer) 24 eine Kombination aus logischen Elementen verwendet. Stattdessen kann auch ein Rechner oder ein Mikroprozessor, wie beispielsweise ein

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- χι LSI-Prozessor verwendet werden. Beispielsweise kann ein Festwertspeicher verwendet werden, welcher die Information in der Reihenfolge und/oder Art und Weise speichert, in welcher Bildelementdaten in einer vorbestimmten Art willkürlich oder regelmäßig ausgetauscht oder wieder angeordnet werden, und dann werden die Bildelementdaten, und zwar eines von jeweils einer vorbestimmten Anzahl Abtastzeilen in derselben Adresse, aus dem Schreibspeicher 23 ausgelesen, und ihre Stellen werden entsprechend der Austauschinformation von dem Festwertspeicher vertauscht. Die auf diese Weise getauschten Daten werden dann für eine Aufzeichnung in den Pufferspeicher 23 zurückgebracht. Das vorbeschriebene Verfahren kann für jede der folgenden Adressen wiederholt werden. In diesem Fall kann einer der Puffer 23 oder 25 entfallen.

Eine andere Ausführungsform des Signalgenerators 31 ist eine Verknüpfung eines Rauschgenerators und eines Rauschsignal-Binärsignal-Umsetzers. In diesem Fall werden ein binär umgesetztes Rauschsignal und dessen invertiertes Signal an die beiden Eingänge jeder der UND-Glieder A5 bis A16 angelegt. Hierbei sollten,die Impulse f und g jeweils verschiedene Frequenzen aufweisen.

Ferner findet in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Austausch von Bildelementdaten zwischen verschiedenen Abtastzeilen in beliebiger Weise statt; jedoch sollte die Erfindung nicht auf diese Art beschränkt sein, sondern sie ist auch bei einem zyklischen oder reglemäßigen Austauschvorgang anwendbar. Jedoch gilt auch hier, daß, um gestreifte Erscheinungsbilder auf einer wiedergegebenen Vorlage so weit wie möglich zu vermeiden, besser willkürlich zumindest entweder sendeseitig eine Änderung der Schwellenwertspannung oder empfangsseitig das Austauschen von Bildelementdaten durchgeführt wird. Darüber hinaus kann beim Umsetzen eines analogen Bildsignals in ein binäres Bildsignal das bekannte Schwellenwertspannungs-Ein-

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stellverfahren angewendet werden, gemäß welchem eine Schwellenwertspannung automatisch in Abhängigkeit von der Anzahl oder dem Bereich von "schwarzen" Bildelementen für eine vorbestimmte Abtaststrecke oder Fläche festgelegt wird.

In der oben beschriebenen Ausführungsform bilden vier aufeinanderfolgende Abtastzeilen eine Gruppe und die Schwellenwertspannung wird von einer Zeile zur anderen geändert, wobei Bildelementd.aten zwischen Abtastzeilen in derselben Gruppe ausgetauscht werden. Jedoch können statt vier auch zwei oder mehr Abtastzeilen gewählt werden, welche eine derartige Gruppe bilden. Auch kann eine Änderung der Schwellenwertspannung für jeweils zwei oder mehr Abtast- ° ze.ilen durchgeführt werden. Außerdem kann ein Austauschen von Bildelementdaten statt zwischen zwei Abtastzeilen wie in der vorbeschriebenen Ausführungsform auch zwischen drei oder mehr verschiedenen Abtastzeilen gleichzeitig durchgeführt werden.

Wie oben im einzelnen beschrieben, wird gemäß der Erfindung nur in der Hilfsabtastrichtung zumindest die Schwellenwertspannung oder der analoge Bildinformationspegel bezüglich der anderen Größe geändert, um eine Bildschwärzungs-

gradsteuerung für eine oder mehrere Abtastzeilen sendeseitig als eine Einheit durchzuführen. Dann werden empfangsseitig die Bildelementdaten für eine vorbestimmte Anzahl von Abtastzeilen zusammengefaßt, um eine Gruppe zu bilden,

und die Bildelementdaten werden in der Hilfsabtastrichtung 30

zwischen verschiedenen Abtastzeilen ausgetauscht.

Wenn die Schwellenwertspannung während einer Abtastung entlang der Hauptabtastrichtung wie in einer Ausführungsform

der Erfindung konstant gehalten wird, ist der Verdichtungs-35

grad praktisch der gleiche wie der- ohne eine Zitterverarbeitung. Selbst in dem Fall, wo die Länge einer Abtastzeile für eine A4-große Vorlage 1728 Bildelemente aufweist, kann

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die Erfindung bei einem Teil der Abtastzeile oder bei aufgeteilten Abtastzeilenabschnitten, z.B. 1/2, 1/3; 1/4 usw. der ganzen Abtastzeile angewendet werden. Jedoch muß jeder einzelne Abtastzexlenabschnitt im Vergleich zu dem Schaltungspunktabstand bei einer Zitterverarbeitung ausreichend lang sein. Mit anderen Worten, die Länge der Äbtastzeile bei der Erfindung muß wesentlich länger sein als der maximale Abstand bei der Schwellenwertpegeländerung entlang der Hauptabtastrichtung bei dem herkömmlichen Zitterverfahren, und er kann so groß wie die maximale Länge sein, welche in dem in Frage stehenden System übertragen und empfangen werden kann, was im allgemeinen durch die tatsächliche Länge der Bildsensoranordnung festgelegt ist.

Ende der Beschreibung

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Claims

DR.-BERG. ; DIPL.-y«?. S-TAPF. DIPL.-ING:SCftWA"tfE "* DRVDIOANDMAIR 3202155

. PATENTANWÄLTE Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwaltsakte: 32 028

Ricoh Company, Ltd. Tokyo/Japan

Digitales Faksirnile-Ubertragungssystem

Patentansprüche

(T/ Digitales Faksimile-Übertragungssystem, mit welchem Ton- bzw. Farbtonunterschiede darstellbar sind, mit einem Sender, einem Empfänger und einer übertragungsleitung zum Verbinden des Senders und des Empfängers, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender eine Analog-Digital-Datenumsetzeinrichtung (6 bis 8). um analoge Bilddaten, die durch photoelektrisches Abtasten einer Vorlage (1) erhalten worden sind, unter Verwendung eines mehrpegeligen Schwellenwertes, dessen Pegel jeweils für eine vorbestimmte Anzahl der eine Gruppe bildenden, binären Bilddaten geändert wird, in binäre Bilddaten umzusetzen, und eine Datenverdichtungseinrichtung (11) zum Verdichten der binären Bilddaten aufweist, um eine Informationsredundanz zu beseitigen, und daß der Empfänger eine Datendekompressionseinrichtung (22) zum Dekomprimieren der verdichteten binären Bilddaten, welche über die übertragungsleitung übertragen worden sind, und eine Verschlüsselungseinrichtung (24)

Bankkonten. Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) S»ifl OkIc HYPO Dl: MM . Β*»« Veteinsbunk München 453IDO(HLZ 7(1020270) PcKisiheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

VII/XX/Ha * (Ott) 981272 Ttkgrammc 9»1273 BEROSTAPFPATENT München 981274 TELEX 983310 05 24 560 BERG d

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* zum Verschlüsseln der binären Bilddaten zwischen mindestens zwei der Gruppen, um dadurch ein Ausgangssignal zu bilden, aufweist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die übertragungsleitung eine Fernsprechleitung ist, und daß entweder der Sender oder der Empfänger ein MODEM (12; 21) aufweist, um eine Umsetzung von den binären Bilddaten in tonfreguente Signale durchzuführen, die sich für eine übertragung über die Fernsprechleitung eignen.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Analog-Digital-Datenumsetzeinrichtung einen Schwellenspannungsgenerator (8) aufweist, welcher einen mehrpegeligen Schwellenwert erzeugt, dessen Pegel für die ganze Abtastzeile in der Hauptabtastrichtung konstant gehalten wird.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich-

net, daß der Schwellenspannungsgenerator (8) zyklisch verschiedene Schwellenwertpegel erzeugt.
5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlüsselungseinrichtung (23, 24) einen

Puffer (23) zum vorübergehenden Speichern einer vorbestimmten Anzahl von Gruppen binärer Bilddaten, die von der Datenverdichtungseinrichtung (22) aus zugeführt worden sind, und einen Austauscher (24) aufweist, um die binären

Bilddaten in derselben Adresse zwischen der vorbestimmten 30

Anzahl Gruppen auszutauschen.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Austauscher (24) die binären Bilddaten willkürlich austauscht.
7. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Austauscher die binären Bilddaten zyklisch

- 3 1 austauscht.
8. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Austauscher einen Rechner aufweist, um die 5 Art des Austausches der binären Bilddaten zu steuern.