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Sende/Empfangsgerät zur übertragung
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von handschriftlichen Aufzeichnungen Die Erfindung geht aus von einem
Sende/Empfangsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches.
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Ein derartiges Sende/Empfangsgerät ist durch die E.C.L.Technical Publication
No.282 "Telewriting Terminal Sketchphone" der Electrical Communication Laboratories,
NTT, Japan vom Juni 1983 bekannt. Zur Erhöhung des Informationsflusses auf einem
schmalbandigen übertragungsweg wird eine modifizierte Differenz-Pulscodemodulation
(MDPCM) als Codierung der abgetasteten Koordinatenwerte verwendet. Die Absolutwerte
des Anfangskoordinatenpaares eines Linienzuges werden PCM-codiert übertragen und
es wird ein Kennwort vorangestellt. Für jeden der nachfolgend abgetasteten Koordinatenwerte
wird nur noch die Differenz zu dem jeweils vorhergehenden Koordinatenwert übertragen
(DPCM). Wird bei mindestens einer Koordinate eine vorgegebene Bewegungsgeschwindigkeit
überschritten, so daß die Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Koordinatenwerten
im Verlauf eines Linienzuges einen Wert A max überschreitet, dann werden die
Werte
des zuletzt abgetasteten Koordinatenpaares PCM-codiert übertragen. Liegt die Bewegungsgeschwindigkeit
anschließend wieder im Normalbereich, so werden die nachfolgenden Koordinatenpaare
wieder im DPCM-Code übertragen. Ausgangsseitig ist ein Pufferspeicher vorgesehen.
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Schon ein geringes überschreiten der vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit
hat bei dem Codierer des beschriebenen Sende/Empfangsgerätes zur Folge, daß zumindest
das darauf folgende Koordinatenpaar im PCM-Code übertragen wird.
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Dieser hat mindestens eine doppelt so große Wort länge wie im DPCM-Code.
Da der übergang auf die PCM-Codierung innerhalb eines Linienzuges häufiger auftreten
kann, muß die Größe des ausgangsseitigen Pufferspeichers darauf ausgelegt sein.
Außerdem schwankt der 1nformatinsflu ss bei der übertragung.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sende/Empfangsgerät der
vorgenannten Art zu schaffen, das einengleichbleibend hohenlnformationsfluss erzeugt
bzw. verarbeitet.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale
gelöst.
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Die Erfindung hat in erster Linie den Vorteil, daß eine übertragung
der Koordinatenwerte überwiegend in DPCM-Codierung erfolgt. Der ausgangsseitige
Pufferspeicher kann daher entsprechend klein dimensioniert werden.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in Verbindung
mit den Zeichnungen nachfolgend naher erläutert. Es zeigt: Figur 1 das Blockschaltbild
eines Sende/Empfangsgerätes zur übertragung von handschriftlichen Aufzeichnungen
gemaß der Erfindung.
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Figur 2 ein Impulsdiagramm der beim Gerät gemäß Figur 1 verwendeten
Abtastfrequenzen.
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Figur 3 einenLinienzug, der auf einem auf dem Graphiktablett des Gerätes
gemäß Figur 1 liegenden Blatt ausgeführt wurde, mit den Linienzug kennzeichnenden
Abtastpunkten.
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Figur 1 zeigt das Blockschaltbild eines Sende/Empfangsgerätes zur
übertragung von handschriftlichen Aufzeichnungen.
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Der Sendeteil besteht aus einem Graphiktablett GT mit Tastenfeld TF
und Griffel G, aus einem ersten Codierer C1, durch den die bei einer Aufzeichnung
auf dem Tablett GT abgegriffenen Koordinatenwerte x und y in PCM-Codierung umgesetzt
werden, aus einer Steuerschaltung SS1, durch die ermittelt wird, ob ein Koordinatenwertpaar
in PCM-Codierung oder in DPCM-Codierung zu übertragen ist, aus einem zweiten Coderer
C2, durch den aus zwei aufeinanderfolgenden Codewörtern gleicher Koordinate (x bzw.
y) ein Differenz-Code gebildet wird, und aus einem Parallel-Serienwandler PSW mit
Pufferspeicher. Der Parallel-Serienwandler PSW ist ausgangsseitig über -einen Modem
an eine Teilnehmeranschlußleitung angeschlossen.
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Der Empfangsteil besteht aus einem Serien-Parallelwandler SPW, einer
Steuerschaltung SS2, zwei nachgeordneten Decodierern D1 und D2, einer Signalverarbeitungseinrichtung
SV und einem Bildschirm BS. Der Eingang des Serien-Parallelwandlers SPW ist über
den Modem an die Teilnehmeranschlußleitung angeschlossen.- Sende- und Empfangsteil
sind vor- bzw. nach den Wandlern direkt miteinander verbunden, um eine verzögerungsfreie
Wiedergabe der eigenen Aufzeichnung auf dem Bildschirm BS zu erhalten.
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Das Graphiktablett GT hat die Koordinatenausgänge x und y, die jeweils
mit getrennten PCM-Codierstufen des Codierers C1 verbunden sind. über einen dritten
Ausgang z wird einer Entscheidungslogik EL1 in der Steuerschaltung SS1 der Beginn
eines Aufzeichnungsvorganges durch das Aufsetzen des Griffels G auf das Tablett
GT angezeigt. Das Tastenfeld TF dient zur Eingabe der Funktionen, wie Schreiben,
Radieren, Markieren und Löschen, die der Entscheidungslogik EL1 durch ein Betätigen
der entsprechenden Taste mitgeteilt werden. Die Steuerschaltung SS1 umfaßt die Entscheidungslogik
EL1, einen Doppelspeicher SuX/Suy für die codierten Koordinatenwerte x und y ungerader
Ordnungszahl und einen Doppelspeicher SGx/SGy für die kodierten Koordinatenwerte
x und y gerader Ordnungszahl, einen Kennwortspeicher KS, sowie einen Wählschalter
S1 und zwei Dreistellungsschalter S2 und S3. Die Steuerschaltung 551 hat zwei Ausgänge,
von denen einer direkt mit dem Parallel-Serienwandler PSW verbunden ist, während
der andere an den Codierer C2 angeschlossen ist.
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Die Steuerschaltung SS2 des Empfangsteils besteht aus einer Entscheidungslogik
EL2, einem Zwischenspeicher ZS und
einem Wechselschalter 5 über
letztereniwerden die beiden Decodierer D1 und D2 wahlweise mit dem Eingang verbunden,
je nachdem,ob die eingehende Information im PCM-Code oder im DPCM-Code codiert ist.
Die nachgeschaltete Signalverarbeitungseinrichtung SV umfaßt einen Interpolator
IP und einen Wiederholspeicher WS für den Bildschirm BS, sowie einen mit der Entscheidungslogik
EL2 verbundenen Attributspeicher AS, der seinerseits mit dem Wiederholspeicher WS
in Verbindung steht.
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Figur 2 zeigt ein Impulsdiagramm der zur Abtastung der Koordinaten
x und y und der im Zuge der Weiterverarbeitung verwendeten Taktimpulsfolgen fAt
und AG Die Impulsfoigefrequenz fAU und f AG ist halb so groß wie die von von der
sie abgeleitet sind. Die Taktimpulsfolge fAU entspricht den Impulsen von fA mit
ungerader Ordnungszahl, während die Taktimpulsfolge von fAG den fA-Impulsen mit
gerader Ordnungszahl entspricht.
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Untersuchungen haben ergeben, daß die Abtastung von handschriftlichen
Aufzeichnungen mit einer Frequenz von etwa 40 Hz erfolgen muß, um eine originalgetreue
Wiedergabe zu ermöglichen.
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Bei dem Sende/Empfangsgerät gemäß dem vorliegenden Beispiel ist die
Abtastfrequenz d.h., die Frequenz der Taktimpulsfolge fA doppelt so hoch, wie bisher
üblich, z.B.
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80 Hz. Die Frequenz von fAU und fAG ist 40 Hz. Wie nachfolgend näher
beschrieben wird, ist diese die Frequenz, mit der die zur Auswertung gelangenden
PCM-Codewörter des Codierers C1 bei normaler Schreibgeschwindigkeit verarbeitet
werden. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, erfolgt die
Abtastung der
Koordinaten x und y und ihre Codierung in den PCM-Codierstufen des Codierers C1
mit der Frequenz vom fA, während der Betrieb des Doppelspeichers 5 /5 Ux Uy mit
der Frequenz von fAU und der des Doppelspeichers SGxl SGy mit der Frequenz von fAG
erfolgt.
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Figur 3 zeigt einen Linienzug L, der auf einem auf dem Graphiktablett
GT der Figur 1 liegenden Blatt ausgeführt wurde. In den Linienzug L sind die in
Wirklichkeit nicht sichtbaren Abtastpunkte eingezeichnet, durch deren zugehörige
Koordinatenwerte der Linienzug gekennzeichnet ist, und aus denen er bei der Wiedergabe
rekonstruiert wird.
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Die Abtastpunkte sind unterschiedlich markiert: Ein kleiner Kreis
kennzeichnet die Abtastpunkte, deren Koordinatenwerte in PCM-Codierung übertragen
werden. Die Koordinatenwerte der übrigen Abtastpunkte sind zur Übertragung in DPCM-Codierung
vorgesehen, wobei die Abtastpunkte mit ungerader Ordnungszahl durch einen Punkt
und die Abtastpunkte mit gerader Ordnungszahl durch ein Kreuz gekennzeichnet sind.
Um die Abtastpunkte sind Kreisbögen mit dem Radius A max geschlagen. Diese Kreisbögen
geben den Bereich an, innerhalb deren mindestens der nächste Abtastpunkt liegen
muß, wenn das zugehörige Koordinatenwertpaar in DPCM-Codierung übertragbar sein
soll. Unterhalb der Abszisse ist die Folge der Abtastungen über dem Weg s aufgetragen.
Es sei angenommen, daß der linienzug L mit zunehmender Geschwindigkeit ausgeführt
wird, so daß die Abstände zwischen den Abtastpunkten AP zunehmend größer werden.
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Anhand der Figur 1 in Verbindung mit Figur 3 wird nachfolgend die
Funktion des vorbeschriebenen Sende/Empfangsgerätes näher erläutert.
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Die Verbindung zu einem anderen Teilnehmer wird z.B. in an sich bekannter
Weise über ein Fernsprechnetz hergestellt.
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An die Teilnehmeranschlußleitung ist der Modem des Sende/ Empfangsgerätes
gemäß Figur 1 über einen Multiplexer angeschlossen, so daß neben der Sprachkommunikation
ein gleichzeitiger Austausch von handschriftlichen Informationen auf visuellem Wege
möglich ist.
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Nach dem Einschalten des Sende/Empfangsgerätes und dem Verbindungsaufbau
zu einem anderen Teilnehmer ist zur übermittlung von handschriftlichen Informationen
die Taste "Schreiben" im Tastenfeld TF zu drücken. Dadurch wird in bekannter Weise
das eigene Gerät über die Entscheidungsiogik EL1 in den sendebereiten Zustand versetzt,
während das andere Teilnehmergerät gleichzeitig in den Empfangszustand gebracht
wird Das Aufsetzen des Griffels G auf das Graphiktablett GT bzw. auf ein darauf
befindliches Papier bewirkt eine Signalgabe über den Ausgang z des Tabletts GT,
durch die der Entscheidungslogik EL1 der Beginn einer handschriftlichen Aufzeichnung
angezeigt wird. Der mit dem Einschalten des Gerates laufend aufprüfende Codierer
C1 fragt im fA Takt die Koordinatenwerte des Aufsetzpunktes und die sich im Verlauf
der anschließenden Aufzeichnung, z.B. dem Linienzug gemäß Figur 3, ergebenden Koordinatenwerte
zu den durch den Takt vorgegebenen Abtastzeitpunkten ab. In den beiden Codierstufen
des Codierers C1 werden die x- und y-Koordinatenwerte getrennt voneinander in die
PCM-Codierung umgesetzt und ausgangsseitig in Parallelform zur Verfügung gestellt.
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Der jeweilige Ausgang.der Codierstufen ist mit den Eingängen jeweils
einer Speicherstufe SUx und SGx bzw. SU und
SGy der Doppelspeicher
SUx/SUy und SGx/SGy verbunden. Der erste Doppelspeicher wird im fAu-Takt (Figur
2) betrieben und übernimmt daher nur die vom PCM-Codierer C1 angebotenen codierten
Koordinatenwerte ungerader Ordnungszahl, während der zweite Doppelspeicher im AG
-Takt (Figur 2) betrieben wird und daher nur die codierten Koordinatenwerte gerader
Ordnungszahl zwischenspeichert.
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Die Speicherstufen SUx, SUy und SGx, SGy sind einzeln durch die Entscheidungslogik
EL1 zur Ausgabe der zwischengespeic he rt en PCM- Wörter ansteuerbar. Die Speiche
rstufen der Doppelspeicher haben jeweils einen gemeinsamen Ausgang, von denen der
eine SUx/SUy mit der Zunge des Dreistellungsschalters S2 verbunden ist, während
der Ausgang des Doppelspeichers SGx/SGYy mit einem Kontakt des Dreistellungsschalters
S3 verbunden ist. Die Zunge des Schalters S3 ist mit dem einen Ausgang der Steuerschaltung
SS1 verbunden, an die der DPCM-Codierer C2 angeschlossen ist. Der andere Kontakt
(Schalterstellung 2) ist mit einem Kontakt (Schalterstellung 2) des Schalters S2
verbunden. Dessen zweiter Kontakt (Schalterstellung 1) ist mit der Zunge des Wählschalters
und mit dem Eingang des Parallel-Serienwandlers PSW verbunden. Der Schalter S1 hat
fünf Stellungen, über die in den Stellungen 1 bis 4 der Zugriff zu verschiedenen
im Speicher KS fest eingegebenen Kennwörter besteht. Die Kennwörter geben inPCM-Codierung
die über das Tastenfeld TF wählbaren Funktionen wieder. Die Ruhestellung der Schalter
S1, 2 und S3 ist die O-Stellung. Sie werden durch die Entscheidungslogik EL1 betätigt.
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Wie bereits erwähnt, wird der Entscheidungslogik EL1 mit dem Aufsetzen
des Griffels G auf das Tablett GT (Figur 3, AP1) über den z-Ausgang der Beginn einer
Aufzeichnung si-
gnalisiert. Dieses Kriterium bewirkt, daß die
Logik EL1 über den Schalter S1- entsprechend der zuvor eingegebenen Funktion -das
Kennwort "Schreiben" aus dem Speicher KS abruft. Das Kennwort gelangt direkt zum
Pufferspeicher des Parallel-Serienwandlers PSW und wird in serieller Form über den
Modem auf die Teilnehmeranschlußleitung gegeben. Gleichzeitig gelangt das Kennwort
in Parallelform über die Direktverbindung zum Empfangsteil auf den Eingang der Steuerschaltung
SS2.
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Unmittelbar nach dem Abruf des Kennwortes "Schrei ben" wird durch
die Logik EL1 der Schalter S1 wieder in die O-Stellung und der Schalter S2 in die
1-Stellung gebracht und die im Doppelspeicher SuX/Suy gespeicherten, im PCM-Code
codierten Koordinatenwerte x und y des Auf set zpunkt es nacheinander ausgegeben
und zum anderen Teilnehmergerät übertragen sowie dem eigenen Empfangsteil zugeführt.
Durch das vorausgeschickte Kennwort erkennt die Entscheidungslogik EL2 im anderen
Teilnehmergerät und im eigenen Empfangsteil, daß die beiden folgenden Code-Wörter
im PCM-Code codiert sind. Der Umschalter S4 verbleibt daher in der 1-Stellung, in
der der PCM-Decodierer D1 mit dem Zwischenspeicher ZS verbunden ist. Letzterer wird
durch die Logik EL2 so gesteuert, daß er das Kennwort nicht übernimmt. Dieses wird
stattdessen über die Logik EL2 dem Attributspeicher AS zugeführt, der mit dem Wiederholspeicher
WS kommuniziert und diesen aufgrund der gewählten Funktion "Schreiben" veranlaßt,
die vom Interpolator IP angebotenen Werte einzuspeichern. Aus den beiden, den Zwischenspeicher
ZS passierenden PCM-Codewörtern werden im Decodierer Dl die ursprünglichen Koordinatenwerte
x und y zurückgewonnen.
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Da jeweils nur einzelne, den Linienzugverlauf kennzeichnende Punkte
übertragen werden, ist in bekannter Weise der Interpolator IP vorgesehen, der die
einzelnen Punkte verbindende Zwischenwerte bildet, so daß auf dem Bildschirm BS
der Linienzug L in rekonstruierter Form sichtbar wird.
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Der Linienzug L gemäß Figur 3 wird im Verlauf seines Entstehens an
den übrigen markierten Stellen (AP2 bis 11) im fA-Takt abgetastet und die jeweiligen
Koordinatenpaare x, y in der entsprechenden Codierstufe des Codierers C1 in PCM-Codewörter
umgesetzt. Diese werden entsprechend ihrer geraden oder ungeraden Ordnungszahl nacheinander
paarweise in die Speicherstufen der Doppelspeicher SGX/SGy bzw. 5Ux /S Uy übernommen.
Dabei werden die Werte des jeweils zuletzt abgearbeiteten bzw. zur übertragung ausgegebenen
Wort-Paares im jeweiligen Doppelspeicher zwischengespeichert. Die Logik EL1 prüft
zyklisch zuerst im -Doppelspeicher sUx/sUy. ob die Differenz zwischen den Code-Wortpaaren
des nachfolgenden Abtastpunktes (AP3) und des vorhergehenden Abtastpunktes (AP1)
innerhalb des A max-Bereiches liegt. So lange dieses der Fall ist (AP3 und 5) nehmen
die Schalter S2 und S3 die 2-Stellung ein. Damit ist der Ausgang des Doppelspeichers
5Ux /S auf den Eingang Uy des DPCM-Codierers C2 geschaltet. Durch die Logik EL1
werden zuerst die beiden x-Wörter aus der Speicherstufe SUx und anschließend die
beiden y-Wörter aus der Speicherstufe Suy abgerufen und auf den DPCM-Codierer C2
gegeben. Dieser bildet in bekannter Weise aus der Differenz der beiden x-Wörter
und aus der Differenz der beiden y-Wörter ein DPCM-Codewort.
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In Figur 3 ist der Abtastpunkt AP3 durch die Differenz-Werte Ax3 und
Ay3 und der Abtastpunkt AP5 durch die Differenzwerte Ax5 und Ay5 bestimmt. Das vom
Codierer C2 abgegebene DPCM-Codewort gelangt über den Parallel-Serienwandler PSW
und den Modem auf die Teilnehmeranschlußleitung zum anderen Teilnehmergerät und
gleichzeitig über die Direktverbindung auf den Eingang der Steuerschaltung SS2 des
eigenen Empfangsteils. An beiden Empfangsstellen erkennt die jeweilige Entscheidungslogik
EL2 aufgrund des fehlenden Kennwortes, daß ein DPCM-Codewort zur Auswertung ansteht.
Die Logik EL2 bringt in diesem Fall den Schalter S4 in die 2-Stellung, in der der
DPCM-Decodierer D2 mit dem Eingang verbunden ist. Im Rückgriff auf das zuvor übertragene
PCM- oder DPCM-Codewort werden durch den Decodierer D2 die ursprünglichen Koordinatenwerde
x und y zurückgewonnen.
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Wird die Bewegungsgeschwindigkeit bei der Ausführung des Linienzuges
L zu hoch, so liegen der oder die nächsten Abtastpunkte ungerader Ordnungszahl AP7
und 9, außerhalb des A max-Bereiches des jeweils vorhergehenden Abtastpunktes ungerader
Ordnungszahl (AP5 bzw. 7). Die Logik EL1 erkennt dieses aus dem Vergleich der in
der Speicherstufe SUx und der Speicherstufe SUy vorhandenen Werte. Sie prüft daher
durch Abfrage der Speicherstufen SGx und SGy, ob der zwischen den Abtastpunkten
ungerader Ordnungszahl AP5 und 7 bzw. AP7 und 9 befindliche Abtastpunkt gerader
Ordnungszahl AP6 bzw. 8 noch innerhalb des Amax-Bereiches des jewei Is vorhergehenden
Abtastpunktes ungerader Ordnungszahl AP5 bzw. 7 liegt. Ist dieses der Fall, so prüft
sie weiter ob der zuletzt abgetastete Punkt AP7 bzw. 9 noch im A max-Bereich des
vorhergehenden Abtastpunktes gerader Ordnungszahl AP6 bzw. 8 liegt. Ist dieses ebenfalls
der Fall,
bringt die Logik EL1 den Schalter S3 in die 1-Stellung,
so daß der Doppelspeicher SGX/SGy mit dem DPCM-Codierer C2 verbunden ist. Sodann
bewirkt die Logik EL1 entsprechend dem vorbeschriebenen Ablauf, daß die den Abtastpunkt
AP6 bzw. 8 kennzeichnenden Codewörter aus den Speicherstufen 5Gx und SGy zum Codierer
C2 gelangen, der aus der Differenz Gy zu den, den Abtastpunkt AP5 bzw. 7 kennzeichnenden
Werten ein DPCM-Codewort bildet. Anschließend bringt die Logik EL1 die Schalter
S2 und S3 in die 2-Stellung. Dadurch gelangen nunmehr die den Abtastpunkt AP7 bzw.
9 kennzeichnenden Codewörter, die in den Speicherstufen des Doppelspeichers SUx/SUy
zum Abruf bereitstehen, auf den Codierer C2, der aus der Differenz zu den, den Abtastpunkt
AP6 bzw. 8 kennzeichnenden Werten ein DPCM-Codewort bildet.
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Ist jedoch der Abstand zwischen zwei Abtastpunkten ungerader Ordnungszahl,
z.B. in Figur 3, AP9 und 11, so groß, daß auch der zwischen ihnen liegende Abtastpunkt
gerader Ordnungszahl AP1u außerhalb des Amax-Bereiches des Abtastpunktes AP9 liegt,
so werden die Koordinatenwerte des zuletzt abgetasteten Punktes AP11 nach dem Einfügen
des entsprechenden Kennwortes in PCM-Codierung übertragen. Ist die Bewegungsgeschwindigkeit
bei der Weiterführung des Linienzuges L anschließend wieder niedriger, so erfolgt
die übertragung der Koordinatenwerte wieder in DPCM-Codierung.
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- Leersite -