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Verfahren zur Ubertragung von Wertangaben mit Hilfe eines Fernsehübertragungssystems
und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
Die fernsehmäßigeBildübertragung, die
ursprünglich nur für Unterhaltungszwecke gedacht war, findet laufend in die verschiedensten
Gebiete der Technik Eingang. Man kann sie überall dort einsetzen, darauf ankommt,
den augenblicklichen Zustand eine Vorganges oder einer Darstellung an eine oder
andere Stellen ohne Zeitverzögerung zu übermitteln.
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Außer der speziellen industriellen Anwendung der Fernsehübertragung
gibt es noch verschiedene Dienste, die sich mit Vorteil einer Fernsehübertragung
bedienen können. Beispielsweise wäre es von Vorteil, auf diesem Wege eine Übermittlung
des Bildes einer Wetterkarte mit den augenblicklichen Eintragungen vorzunehmen.
Auch im Rangierdienst der Eisenbahn liegen Aufgaben vor, die den Einsatz einer Fernsehübertragungsanlage
erwünscht erscheinen lassen. Auf einem großen Güterbahnhof wäre es von Vorteil,
wenn man die Nummern der über ein bestimmtes Gleis rangierten Wagen einer Zentralstelle
durchgeben könnte, ohne daß die bei einer Übermittlung durch einen Menschen stets
auftretenden Fehler zu befürchten sind.
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Bei diesen und einer Reihe weiterer Aufgaben, die durch Einsatz einer
Fernsehübertragungsanlage lösbar sind, kommt es wiederholt darauf an, bestimmte
Wertangaben zu übertragen, die im einfachsten Fall aus einer Zahlen- oder Buchst
ab enfolge bestehen können.
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Man würde zunächst daran denken, diese Wertangaben bei Anwendung
einer fernsehmäßigen Üb ertragung dadurch zu übermitteln, daß man diese
Werte,
also beispielsweise eine bestimmte Zahlen- oder Buchstabenfolge, in das zu übertragende
Bild einschreibt, so daß diese Wertangaben in gleicher Weise wie das Bild selbst
von der Aufnahmekamera abgetastet und in der üblichen Weise fernsehmäßig übermittelt
werden.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß man eine außerordentlich hohe Auflösung
des zu übertragenden Bildes benötigt, um auf der Empfangsseite die übermittelten
Wertangaben ohne weiteres erkennen zu können. Man benötigt also eine sehr große
Zeilenzahl und damit ein großes Frequenzband; diese Forderung ist aber in den hier
vorliegenden Anwendungszwecken in den meisten Fällen nicht zu erfüllen. Man wäre
daher gezwungen, die zu übermittelnden Wertangaben in verhältnismäßig großen Zahlen
oder Buchstaben oder sonstigen Kennzeichen in das zu übertragende Bild ein zuschreiben
und müßte damit den Nachteil in Kauf nehmen, daß diese Wertangaben auf der Empfangsseite
das Bild fast vollständig bedecken. Es kommt noch hinzu, daß man beispielsweise
im Falle der obenerwähnten Übertragung von Wetterkarten diese Wertangaben bestimmten
Punkten der Wetterkarte zuordnen möchte, so daß man aus diesem Grunde gerade bestrebt
ist, die zu übertragende Wertangabe mit möglichst kleinen Buchstaben oder Zahlen
in das zu übertragende Bild einzuschreiben.
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Diese Überlegungen zeigen, daß es bei Anwendung einer Fernsehübertragung
mit einer praktisch noch vertretbaren Auflösung des Bildes kaum möglich sein dürfte,
die an eine solche Übertragung gestellten Anforderungen zu erfüllen, wenn man die
zu übertragenden Wertangaben unmittelbar in das zu übertragende Bild einträgt und
fernsehmäßig abtastet.
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Eine Lösung der Aufgabe, auch diese Wertangaben mit zu übertragen,
erfolgt daher bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch, daß diese Wertangaben
als nach einem karthesischen Achsenkreuz geordnete Punktgruppen dargestellt werden,
derart, daß die Lage der zu einer Punktgruppe gehörenden Punkte längs der einen
Achse die Zugehörigkeit innerhalb eines Zahlensystems und längs der anderen Achse
den jeweiligen Zahlenwert selbst angibt.
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An sich ist es bei Telegraphiesystemen bekannt, zur Übertragung einer
Nachricht ein Codesystem anzuwenden. Beim Fünfer-Alphabet wird bekanntlich jedem
Buchstaben des Alphabetes eine aus insgesamt fünf positiven und negativen Stromscbritten
bestehende Impulsfolge zugrunde gelegt. Bei diesem System erfolgt die Zuordnung
einer Zeichengruppe zu jedem Buchstaben des Alphabetes deshalb, weil bei einem Telegraphierverfahren
lediglich ein positiver oder negativer Impuls oder aber eine Impulspause übertragen
werden kann. Weiterhin ist ein Blindensystem bekannt, bei dem mit Hilfe von insgesamt
sechs Punkten eine ausreichende Anzahl von sechsundfünfzig Zeichen hergestellt wird,
um auf diese Weise ein Schriftbild wiedergeben zu können.
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Die Anwendung eines Punktcodesystems bei einer fernsehmäßigen Abtastung
eines zu übertragenden Bildes erscheint zunächst überflüssig, weil die fernsehmäßige
Abtastung ja gerade die Umwandlung eines zu übertragenden Zeichens in bestimmte
Impulsfolgen überflüssig macht. Erst durch die erfindungsgemäße Erkenntnis, daß
der klassischen fernsehmäßigen Übertragung der zu übermittelnden Wertangaben erhebliche
Nachteile im Aufwand gegenüberstehen, hat zu der erfindungsgemäßen Anwendung des
Punktcodesystems geführt.
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Bei der Übertragung der Wertangaben durch das vorgeschlagene Punktcodesystem
hat es sich auf Grund der angestellten Versuche als besonders vorteilhaft erwiesen,
den Durchmesser der zu übertragenden Punkte derart zu wählen, daß er etwa dem ein-
bis dreifachen Betrag des effektiven Zeilenabstandes des Übertragungssystems entspricht.
In der Regel dürfte es ausreichend sein, den Durchmesser eines Punktes so zu wählen,
daß er gerade die Ränder einer Bildzeile übersteigt. Es hat sich weiterhin gezeigt,
daß es sich empfiehlt, den einzelnen nebeneinanderliegenden Punkten einen gegenseitigen
Mittenabstand zu geben, der etwa vier Drittel ihres Durchmessers beträgt. Abb. 8
zeigt grob eine experimentell aufgenommene Kurve, die die relative Häufigkeit von
Übertragungsfehlern als Funktion des relativen Punktdurchmessers, d. h. des Punktdurchmessers
in Prozenten des kleinsten möglichen Punktabstandes, im Ordnungsnetz angibt.
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Wider Erwarten liegt das Fehlerminimum nicht bei 50, sondern etwa
bei 75°/0, d. h. optimaler Punktdurchmesser und Netzlinienabstand verhalten sich
wie 4:3.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll im folgenden an Hand der
Zeichnung erläutert werden.
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In Abb. I ist im Prinzip eine Wetterkarte dargestellt, deren Bild
mit Hilfe eines Fernsehübertragungssystems an einen oder mehrere Orte übermittelt
werden soll. In diese Karte sind bestimmte Wertangaben durch Zahlen eingetragen.
Diese Zahlen können beispielsweise den Barometerstand an den in der Karte jeweils
eingetragenen Orten wiedergeben.
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Wollte man diese Wertangabe in gleicher Weise wie die in die Karte
eingetragenen Kurven durch fernsehmäßige Abtastung des Bildes übertragen, so müßten
diese Eintragungen mindestens die in Abb. I eingezeichnete Größe erhalten. Es ist
einleuchtend, daß die Karte bei einer größeren Anzahl solcher Eintragungen unübersichtlich
wird, weil sie auf der Empfangsseite das zu übertragende Bild fast vollständig verdecken.
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Die erforderliche Größe dieser Eintragungen verhindert aber gleichzeitig
ihre genaue Zuordnung zu den jeweiligen Orten, zu denen sie gehören.
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Wenn man nun gemäß der Erfindung auf die Eintragung dieser Zahlenangaben
in die Wetterkarte verzichtet und statt dessen das vorgeschlagene Punktcodesystem
verwendet, so ist es sehr viel einfacher, die gewünschten Wertangaben zu übermitteln,
ohne die beschriebenen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.
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In Abb. 1 sind unter die jeweils eingezeichneten Zahlen kleine Kästchen
eingezeichnet, die in Form von kleinen Schildern ausgebildet sein können. Diese
Schilder enthalten ein Punktsystem, das der jeweils zu übertragenden Wertangabe,
z. B. den in Abb. I eingezeichneten Zahlenwerten, entspricht. In den Abb. 2 bis
4 sind solche Schilder wiedergegeben.
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Diese Schilder sind in Form eines Achsenkreuzes aufgebaut. Die horizontale
Achse ergibt die Hun-
derter (H), Zehner (Z) und Einer (E), die
vertikale Achse ergibt den jeweiligen Zahlenwert. Dabei empfiehlt es sich, den aufeinanderfolgenden
Punkten der den Zahlenwert angebenden Achse die Zahlen einer Zweierpotenzreihe zuzuordnen,
um eine möglichst große Anzahl von Wertangaben mit einer möglichst geringen Anzahl
von Punkten übertragen zu können. Die zwischen den Zahlen der Potenzreihe liegenden
Zahlen werden durch Addition der übrigen Zahlen gebildet. Diese Methode ist bei
den Ausführungsbeispielen nach Abb. 2 bis 4 gewählt. Die aufeinanderfolgenden Punkte
der vertikalen, den Zahlenwert angebenden Achse sind durch die Zahlen I, 2 und 4
gekennzeichnet. Die durch die Punktfolge gemäß Abb. 2 übermittelte Zahl bedeutet
324. Die 3 (Hunderter) dieser Zahl wird aus der Summe der beiden Zahlenwerte I und
2 gebildet. Die 2 (Zehner) ist ohne weiteres ablesbar, desgleichen die 4 (Einer).
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Nach demselben Schema werden durch die Punktdarstellung gemäß Abb.
3 die Zahl 436 und durch die Punktdarstellung gemäß Abb. 4 die Zahl 507 übertragen.
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Mit Hilfe des in Abb. 5 wiedergegebenen Punktsystems kann man auf
einer nur verhältnismäßig wenig vergrößerten Fläche eine wesentlich größere Anzahl
von Wertangaben übermitteln. Die Punktdarstellung gemäß Abb. 5 gibt beispielsweise
den Zahlenwert I459 wieder.
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In Abb. 6 ist schließlich ein verschachteltes System dargestellt,
das in gleicher Weise arbeitet, das jedoch den Vorteil besitzt, daß der Platzaufwand
durch die Verschachtelung geringer wird.
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Um auf der Empfangsseite eine richtige Auswertung einer Punktgruppe
zu erhalten, ist es zu empfehlen, zusätzliche Merkmale zu übertragen, die die Lage
des Achsenkreuzes festlegen. Beispielsweise kann man hierfür entsprechend der Darstellung
nach Abb. 7 zusätzliche Punkte übertragen, aus denen die Lage des Achsenkreuzes
eindeutig hervorgeht. Bei der Punktgruppe gemäß Abb. 7 sind hierfür die drei Punkte
P vorgesehen.
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Die praktische Durchführung des Vorschlages der Erfindung kann man
sich etwa so vorstellen, daß man auf der Aufnahmeseite eine Anzahl von kleinen Schildern
zur Verfügung hat, die beispielsweise die Form nach Abb. 2 bis 4 besitzen. In diese
Schilder sind entsprechend der zu übertragenden Wertangabe Punktgruppen eingezeichnet.
Will man beispielsweise die Zahl 436 übertragen, so wird das in Abb. 3 dargestellte
Schild auf die Stelle des zu übertragenden Bildes aufgelegt, der diese Zahl zugeordnet
wird. Zu diesem Zweck kann man die einzelnen Schilder mit magnetischen. Klebevorrichtungen
versehen. Sollte es erforderlich sein, die die Wertangaben in Form von Punktgruppen
enthaltenden Schilder auf dem zu übertragenden Bild zu verschieben, so wäre es denkbar,
diese Verschiebung von der Rückseite her vorzunehmen, was den Vorteil hätte, daß
die fernsehmäßige Abtastung nicht unterbrochen wird.
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Eine Verbesserung der Abtastung dieser Schilder kann man schließlich
dadurch erreichen, daß man diese Schilder entweder als reflektierende Spiegel -ähnlich
einem Katzenauge - ausbildet oder sie selbstleuchtend macht. Im letzteren Falle
kann man die einzelnen Schilder mit zwei verschiedenen elektrischen Kontakten ausrüsten,
von denen der eine auf der Oberfläche des zu übertragenden Bildes, beispiels weise
eines Lageplans, Kontakt macht, während der zweite durch kleine Löcher hindurch
in der tieferen Ebene dieses Lageplanes ein zweites Potential findet, so daß die
zugeführte Spannung innerhalb des Schildes angeordnete Heizfäden oder entsprechende
Anordnungen erregt.
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Sofern sich für die Übertragung besonders wichtiger Lagepläne ein
größerer Aufwand rechtfertigen läßt, empfiehlt es sich, die Oberfläche des Planes
leitend zu machen und hochfrequent zu erregen. Es ist dann leicht möglich, die einzelnen
Schilder im hochfrequenten Wechselfeld zum Selbstleuchten zu bringen.
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Dies kann man entweder wiederum mit Hilfe von Heizfäden oder durch
evakuierte kleine Glasgefäße mit verschiedener Gasfüllung erreichen.
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Für die bereits erwähnte magnetische Haftung der Schilder auf der
Unterlage des abzutastenden Bildes wird es sich in der Regel empfehlen, kleine Permanentmagnete
zu verwenden. Für den Fall der Verwendung von Elektromagneten könnte man von denselben
Spannungsquellen, die die Beleuchtung der Schilder hervorrufen, die Speisung dieser
Elektromagnete bewirken.
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Schließlich wäre es auch möglich, die einzelnen Schilder zu ihrer
besseren Hervorhebung gegenüber dem Untergrund mit fluoreszierenden Farben zu bestreichen.
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In der Praxis kann die Aufgabe auftreten, Wertangaben zu übermitteln,
die verschiedenen Kategorien angehören. Im Falle der erwähnten Übertragung einer
Wetterkarte ist es beispielsweise erwünscht, einmal die Werte für die Barometerstände
und beispielsweise auch gleichzeitig die Windrichtungen und Windstärken zu übermitteln.
Es ist daher notwendig, Mittel vorzusehen, um die einzelnen Kategorien der zu übertragenden
Wertangaben auf der Empfangsseite voneinander zu unterscheiden. Dies ist möglich
durch Verwendung von verschiedenen Farben für die die einzelnen Punktgruppen enthaltenden
auf die zu übertragende Karte aufzusetzenden Schilder. Durch Einschaltung von Farbfiltern
zwischen die zu übertragende Wetterkarte und die Aufnahmekamera kann man die den
einzelnen Kategorien zugehörigen Wertangaben voneinander trennen. Eine Empfangsstelle
braucht also nur durch Aussendung eines Signals das gewünschte Farbfilter auf der
Aufnahmeseite einzuschalten, um beispielsweise nur die den Barometerstand enthaltenden
Wertangaben übermittelt zu bekommen.
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Als wesentliches Merkmal der Erfindung wurde angesehen, daß die Lage
der zu einer Punktgruppe gehörenden Punkte längs der einen Achse den jeweiligen
Zahlenwert und längs der anderen Achse des karthesischen Achsenkreuzes die Zugehörigkeit
innerhalb eines Zahlensystems angeben soll. Es ist nun nicht erforderlich, daß die
Punktgruppe unbedingt einen Zahlenwert überträgt, da man auch andere Zeichen, beispielsweise
einen Buchstabenwert oder noch andere Werte, übermitteln kann. Die Erfindung soll
also nicht
auf die Anwendung von bestimmten Zahlenwerten eines Zahlensystems
beschränkt sein, sondern kann stets dort Anwendung finden, wo es darauf ankommt,
bestimmte Kennungen zu übertragen.
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PATENTANSPROCHE 1. Verfahren zur Übertragung von Wertangaben mit
Hilfe eines Fernsehübertragungssystems, dadurch gekennzeichnet, daß diese Wertangaben
als nach einem karthesischen Achsenkreuz geordnete Punktgruppen dargestellt werden,
derart, daß die Lage der zu einer Punktgruppe gehörenden Punkte längs der einen
Achse die Zugehörigkeit innerhalb eines Zahlensystems und längs der anderen Achse
den jeweiligen Zahlenwert selbst angibt.