NO160680B - Digitalt dataoverfoeringssystem. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår dataoverføring og er særlig,

roen ikke utelukkende, nyttig ved overføring av videoinforma-sjon som benytter betinget påfylling.

Et fjernsynsdelbilde inneholder typisk ca. 200 000 billedelementer, og dersom dataene skal sendes digitalt, er det ønskelig at 8 biter er tilveiebrakt for å overbringe lys-styrkeinformasjonen i hvert element. Med en helbilderepeti-sjonsfrekvens på 25 pr. sekund for et vandrende bilde ville digital overføring på ovennevnte basis kreve en overførings-kanalkapasitet på 40 M bit/s. Dette krav kan reduseres betraktelig ved å gjøre bruk av den høye korrelasjon som er til stede mellom ett halbilde og det neste og som oppstår da vanligvis bare en liten del av bildet vil være i bevegelse ved hvilket som helst tidspunkt. Betinget påfylling (engelsk: conditional replenishment) innebærer overføring bare av endringene med en nøyaktighet på bare f.eks. 16 ikke-lineært fordelte kvantiseringsnivåer fra ett helbilde til det nesfee, og den resulterende datareduksjon er normalt større enn de tilleggsdata som må sendes for å identifisere nøyaktig de spesielle områder av helbildet som endringene angår. Områ-dene identifiseres ved hjelp av linjenummer og billedelement-adresse langs linjen. Selv om 9 biter er nødvendige for å identifisere linjenummeret fullstendig, gjøres en besparelse ved å benytte bare 3 biter som gir nummeret modulo 8.

En delbildesynkroniseringskode sendes for å identifisere den første linje av et delbilde, og dette gjøres med alle linjenumre enten det forekommer en endring i linjen eller ikke. Den dataoverføringshastighet som er nødvendig ved benyttelse av betinget påfylling, varierer betraktelig da den avhenger av den andel av helbildet som beveger seg ved et spesielt tidspunkt, mens det derimot er mye mer bekvemt å ha en konstant dataoverføringshastighet. For å overvinne denne vanskelighet, er bufferlagre anordnet ved begge ender av over-føringskanalen, og det er viktig at disse bufferlagre hverken blir tomme eller oversvømmes. Ved benyttelse av denne teknikk har det vist seg mulig å overføre et bilde i bevegelse på tilfredsstillende måte over en 2 M bit/s kanal.

Dersom BE(t) er det antall biter som er lagret i koderbufferen (betegnet kodertilstanden) ved overføringsenden av kanalen ved et tidspunkt t, og (t) er det antall biter som er lagret i dekoderbufferen ved kanalens mottagningsende ved tidspunktet t, kan det vises at

hvor VR er kanalens overføringskapasitet (i bit/s) og antas å være konstant, og At er tidsforsinkelsen mellom data som går inn i koderbufferlageret og de som forlater dekoderbufferlageret. Normalt velges en optimal verdi for At som gjør totalmassen av data som er lagret i bufferne, lik halvparten av den totale, tilgjengelige bufferhukommelse, og styringen av dekoderbufferen baseres på koderbufferens tilstand ved et tidspunkt At tidligere. Dette betyr at tømmingen og over-fyllingen av dekoderbufferen kan forutsees og passende for-holdsregler tas, enten midlertidig innstille dekoding eller kassere data, slik at forvrengningen av det gjengitte bilde som skriver seg fra data som plutselig ikke er tilgjengelige eller er i ferd med å gå tapt, kan unngås.

Da påfyllingsdatåene avledes fra et bilde som av-søkes ved hjelp av et konvensjonelt fjernsynsraster, og det gjengitte bilde oppdateres ut fra påfyllingsdataene linje for linje av et liknende raster, sier det seg selv at utlesingen av data fra dekoderbufferen må holde seg å jour med inn-skrivingen av data i koderbufferen dersom endringer i det første bilde skal fremkomme nøyaktig i det gjengitte bilde. Dette danner et ytterligere tvangsmiddel på utlesingen fra dekoderbufferen og håndteres ved å overføre koderbuffertilstanden BE (t) til dekoderen, slik at dekoderbuffertilstanden BD(t) kan forutsies på grunnlag av den foran angitte likning.

Kanaloverføringsfeil kan imidlertid forårsake at dekoderbuffertilstanden avviker fra den som er forutsagt av koderbuffertilstanden, av én eller flere av følgende grunner: 1. Verdien av BE(t) ble forvrengt under overfø-ring, hvilket gir en uriktig forutsigelse for BD(t). 2. Dekoderbufferens utgangssignal er ikke a jour med videoadressen som følge av kanalfeil, hvilket forårsaker simulering av eller forvrengning av synkroniseringsord. 3. At har ikke den optimale verdi på grunn av at dekoderen omkoples fra én datakilde til en annen, eller på grunn av opptreden av et ikke-synkront kutt i koderens video-inngangssignal.

Når en sporingsfeil som følge av den ene eller den andre av de nevnte grunner 2 eller 3 har inntruffet, vil forvanskning eller forvrengning av bildet fortsette inntil riktig sporing gjenopprettes, slik at det er klart ønskelig å gjøre dette så raskt som mulig. Den korrigerende handling som er nødvendig, er på én eller annen måte å finne den nøy-aktige adresse i dekoderbufferen hvor dataene svarer til den aktuelle videoadresse (eller i det minste den aktuelle linje), og omkople til denne.

I NO patentskrift nr. 154 366 er det beskrevet an-vendelse av et forbindelseslager for lagring av adressene til destinasjonsområder i et datalager for data som innkommer over flere inngangslinjer, idet respektive destinasjonsområder er tilgjengelige for data som mottas via forskjellige inngangslinjer. Ytterligere destinasjonsområder gjøres tilgjengelige for data som mottas via en inngangslinje når det første desti-nasjonsområde for denne inngangslinje er blitt aktivert. Ved denne kjente anordning dreier det seg om en digital telefon-sentral, og dirigeringen utføres som reaksjon på de adresser som er lagret i forbindelseslageret. Til forskjell fra et dataoverføringssystem av den type som den foreliggende opp-finnelse angår, inneholder ikke de innkommende data noen markeringssignaler som underinndeler dataene i grupper med forutbestemt signifikans.

Det er et formål med oppfinnelsen å redusere faren for at kanaloverføringsfeil skal forårsake uriktig tildeling av mottatte data til et antall destinasjoner eller bestemmelses-steder som følge av forvrengning av markeringssignaler som er inneholdt i dataene.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt et digitalt dataoverføringssystem for data som mottas fra en kilde med ujevn hastighet, idet dataene inneholder et antall markeringssignaler som underinndeler dataene i grupper med forutbestemt signifikans, hvilket system omfatter et første bufferlager for dataene fra kilden, en anordning for sending av dataene fra det første bufferlager med konstant hastighet til en overførings-vei, en anordning for mottagning av dataene fra overførings-veien og tilførsel av disse til et andre bufferlager, en anordning for utlesning av dataene fra det andre bufferlager i en forutbestemt sekvens sv grupper, og en utnyttelsesanordning som benytter dataene fra det andre bufferlager i overensstemmelse med de grupper i hvilke de inngår, hvilket system er kjennetegnet ved at mottagningsanordningen omfatter en hjelpe-datalagringsanordning, en anordning for lagring i hjelpedatalagringsanordningen av adressene til det andre bufferlager i hvilket markeringssignalene er lagret, og en anordning for overvåkning av markeringssignalene og bestemmelse av den av utlesningsanordningen benyttede adresse ved referanse til adressene til markeringssignalene som er lagret i hjelpedatalagringsanordningen.

De nevnte markeringssignaler inneholder fortrinnsvis tall som følger en forutbestemt syklus, og adressene til alle markeringssignaler overføres hensiktsmessig fra hjelpedatalagringsanordningen til utlesningsanordningen for å styre de adresser som benyttes av utlesningsanordningen.

Mottagningsanordningen kan omfatte en anordning for

å detektere når utlesningsanordningen åpenbart utleser data fra en ukorrekt adresse i det andre bufferlager, og for å korrigere denne adresse ut fra den informasjon som er lagret i hjelpedatalagringsanordningen.

Oppfinnelsen er av særlig verdi ved overføring av betingede påfyllingsdata for et fjernsynsbilde, i hvilket tilfelle markeringssignalene kunne være delbildesynkroniseringskodeord og linjesynkroniseringskodeord sammen med linjenummerinformasjon, idet disse avledes fra et konvensjonelt fjernsyns-avsøknings-raster fra hvilket bildedataene avledes. Hjelpedatalagringsanordningen kan lagre indikasjoner av typen av synkroniseringsord og av linjenummeret sammen med disses adresser i det andre bufferlager. Det første bufferlager er koderbufferen og det andre bufferlager er dekoderbufferen i det foran be-skrevne system.

Dataene kan passende overføres i en konvensjonell grupperingsstruktur, såsom den som er kjent som CCITT G732, men pågrunn av datakildens variable hastighet

vil dataene være asynkrone i forhold grupperingsstrukturen.

Styringen av det andre bufferlagers leseadresser

kan utføres til enhver tid og ikke bare når en sporingsfeil har inntruffet, ved referanse til den informasjon som er lagret i hjelpedatalagringsanordningen.

Mottagningsanordningen kan være innrettet til å undersøke de innkommende data for å finne linjesynkroniserings-og delbildesynkroniserings-kodeordene. Overføringsfeil kan forårsake at disse ord opptrer uønsket eller forsvinner, og mottagningsanordningen kan ha en anordning for vurdering av gyldigheten av et linjesynkroniseringsord, som ledsages av et

linjenummer, ved å holde seg å jour med linjenumrene. Dersom linjenumrene ikke opptrer i den riktige sykliske rekke-følge, kan dette tas som en indikasjon på et manglende eller et falskt linjesynkroniseringsord. En annen kontroll som kan utføres under sådanne omstendigheter, er på adressene langs en linje hvor endringer kreves. Disse adresser må også opptre i stigende orden. Dersom det opptrer 'et tilsynelatende gyldiq linjesynkroniseringsord og linjenummer som ikke stem-mer med den linjenummerregistrering som holdes av mottagningsanordningen, antas at et tap av sporing har funnet sted og korrigerende handling iverksettes.

Linjenummersekvensen kan også benyttes til å forutsi tidspunktet for mottagning av et delbildesynkroniseringsord, med mindre sådan forutsigelse er upålitelig på grunn av at det foregående delbildesynkroniseringsord. ikke opptrådte når det var ventet.

Billedelementene langs en linje ved hvilken endringer skal gjøres, kan formes til ett eller flere knipper (engelsk: dusters) av fortløpende elementer for overføring. En gruppe eller et knippe kan omfatte noen få punkter hvor ingen endring er nødvendig, for å redusere antallet av knipper og dermed også av antallet av kni.ppeadresser.

Sporingen kan være adaptiv slik at den gir plass for eller tar hensyn til feil i tidspunktet At. Dette kan oppnås ved å justere lengden av delbildeslbkkeperioden slik at tidspunktet for start av det neste videodelbilde endres. Forstyrrelse av bildet kan unngås ved å foreta tilsvarende endringer av antallet av linjer i delbildet, hvilke endringer ikke vil merkes på en monitorskjerm. Sådanne endringer kan imidlertid forstyrre virkemåten av en video-opptaker eller annet videobehandlingsutstyr. Denne vanskelighet kan overvinnes ved å utføre justeringene, når de er nødvendige, av en kom-plett videohelbildeperiode, slik at synkroniseringsordene opptrer uten mellomrom. Dette krever at det andre bufferlager har tilstrekkelig kapasitet til å lagre data for ca.

to Kelbilder. Justeringene beløper seg til gjentagelse av et Kelbilde og kassering av et helbilde og vil ikke være subjektivt forkastelige. Det vil forekomme en del påfyllings-feil i tilfelle av helbildekassering, men sjeldenheten av disses forekomst vil gjøre dem akseptable.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende

i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 er et diagram som skal benyttes for å forklare hvordan de billedelementer som har endret seg, identifiseres, fig. 2 er et diagram som viser engrupperings-struktur som benyttes for overføring av dataene, fig. 3 viser et blokkskjema av en koder som er egnet for frembringelse av et betinget påfyllings—videosignal, fig. 4 viser et blokkskjema av en dekoder for regenerering av et fjernsynssignal ut fra betingede påfyllings-videodata, og fig. 5 viser et blokkskjema av et dataoverføringssystem ifølge ett eksempel

på oppfinnelsen som er egnet for behandling av betingede påfyllings-videodata.

På fig. 1 representerer rektangelet 1 bildearealet av et fjernsynsbilde, og 2 representerer en gruppe på åtte fortløpende linjer av bildet. De åtte linjer er gitt linjenumre ^modulo 8, slik at nummeret kan representeres ved en gruppe på 3 biter fra 000 til 111 som vist. Langs hver linje er billedelementene gitt adresser avhengig av deres posisjon langs linjen, idet det finnes 256 elementer i hver linje.

En gruppe eller et knippe 3 av elementer i linjen 011 er vist, og det antas at disse elementer har gjennomgått en endring siden det foregående helbilde. De elementer som danner knippet 3, er identifisert ved linjenummeret 011 og adressen til starten av knippet. Så snart denne informasjon er blitt tilveiebrakt, presenteres endringene av elementene fortløpende ved benyttelse av Huffman-koder med variabel lengde. Ved slutten av knippet fremkommer en knippeslutt-kode.

Dersom senderen og mottakeren har billedlagre som

i digital form registrerer elementenes lysstyrke, hvilke elementer avsøkes på konvensjonell fjernsynsmåte i synkronisme med det andre billedlager, kan de data som angår endringer i elementlysstyrke, overføres fra ett billedlager til et annet, slik at det mottagende billedlager reproduserer infor-masjonen i senderen. Disse data vil selvsagt kreve linje-

og delbildesynkroniseringskodeord for å sikre at avsøkningen av de to bilder er i synkronisme. Linjesynkroniseringskodeordene inneholder også det 3-bits linjenummer. Delbildesynkro-niseringskodeordene er av to typer som identifiserer de ulike og like delbilder i den normale linjesprangsavsøkning.

De data som skal overføres fra senderen til mottakeren, inngår i en konvensjonell CCITT G732 grupperingsstruktur. Som vist på fig. 2, består denne struktur av 32 i serie anordnede 8-bits tidsspalter som danner et helbilde. Seksten sådanne helbilder danner' et multihel-

bidde\ Tids spalten 0 for ulike helbilder inneholder et helbilde-synkroniseringsord for grupperingsstrukturen i form av en Barker-sekvens, sammen med én bit som sammen med de enkelt- • stående biter i andre ulike 0-tidsspalter danner en Barker-

sekvens over et multihelbilde, slik at tidsinnstillingen av grupperingsstrukturen kan gjenkjennes av mottakeren. Alarm-og styreinformasjon overføres i de like O-tidsspalter. Lyd-data og ytterligere synkroniseringsord opptrer i tidsspaltene .1 og 2. • De gjenværende 2 9 tidsspalter i hvert helbilde er fylt med videodata omfattende linje- og delbildesynkroniseringskode-ordene som representerer de endringer som skal overføres fra senderbilledlageret til mottakerbilledlageret. Da den andel av ét;bilde som beveger seg i hvilket som helst tidspunkt,

er variabel, vil den datamengde som skal overføres fra senderbilledlageret til mottakerbilledlageret, variere, men disse data må sendes for å opprettholde dataene i mottakerbilledlageret i hovedsaken lik dataene i senderbilledlageret. Den datamengde som må sendes i én delbildeavsøkningsperiode, varierer med andre ord med graden av bevegelse i bildet, og videodataene er følgelig asynkrone med grupperingsstrukturen i det G732-formatsignal i hvilket den medføres.

På grunn av variasjonen i videodatahastigheten, er det nødvendig å tilveiebringe både koder- og dekoderbuffere ved henholdsvis senderen og mottakeren, slik at en konstant overføringshastighet kan benyttes mellom sender og mottaker.

I tillegg benyttes fire teknikker for å redusere den ekstremt høye videodatahastighet som ellers kunne opptre når det forekommer en masse billedbevegelse. Disse fire teknikker er følgende:.

(1) Følsomheten av bevegelsesdetektoren i koderen

reduseres etter hvert som koderbufferfyllingen øker, slik at antall områder med detektert billedendring reduseres.

(2) Delbilde-undersampling (engelsk: field sub-sampling) på tidsbasis innføres. Ved denne teknikk kasseres

vekslende delbilder av informasjon, og dekoderen drives slik at den interpolerer den manglende informasjon fra de to tilstøtende, overførte delbilder.

(3) Undersampling på elementbasis innføres, slik at visse områdeelementer i bevegelse kasseres av

koderen og interpoleres av dekoderen.

(4) Dersom ovennevnte teknikker ikke lykkes i å

hindre truende overfylling av koderbufferen, igno-reres all bevegelse av senderbildet inntil koder-buf fertilstanden har returnert til eh sikker verdi.

Fig. 3 viser i blokkskjemaform en passende koder i hvilken 8-bits PCM-videodata som representerer det bilde som skal overføres, tilføres via en kontaktklemme 10 til et rom/ tids-filter 11 som behandler bildet ved hjelp av romlig, ikke-lineær filtrering og støyreduksjon for å forbedre ytel-sen til den etterfølgende bevegelsesdetektor. Filterets 11 utgang er koplet til en DPCM-koder 12 hvor de innkommende data sammenliknes med de som er lagret i et billedlager 13. Koderen inneholder en bevegelsesterskel som innstilles ved hjelp av en bevegelsesdetektor 14 som reaksjon på et følsom-hets -s ty resignal som tilføres til en klemme 15. De kodede data tilføres til en multiplekser 16 hvor de kombineres med grupperingssignaler som tilføres via en klemme 17, for på en klemme 18 å frembringe et utgangssignal som tilføres til et koderbufferlager.

Kodingen er basert på forskjellen mellom den virkelige billedelementlysstyrke og en forutsagt lysstyrke for elementet som er avledet enten fra et tilsvarende element i det foregående helbilde eller fra tilstøtende elementer i det samme delbilde.

I mottakeren dekodes videodataene ved hjelp av en dekoder av den type som er vist på fig. 4, hvor de innkommende data på en klemme 20 tilføres til et oppdaterings-datalager 21 som adresseres ved hjelp av en adresseenhet 22. Enheten 22 adresserer også dekoder-billedlageret 23, og de verdier som utleses fra adressene i lageret 23, tilføres via regenereringskretser 24 til lagerinnmatingskretser 25. Dersom den spesielle elementadresse skal endres, tilføres de oppdaterende data fra lageret 21 til innmatingskretsene 25 på samme tid som dataene utleses fra lageret 2 3 til innmatingskretsene 25. I innmatingskretsene 25 justeres eller innstilles elementverdien i overensstemmelse med de innkommende data og gjeninnføres i lageret 23. Et videoutgangs-signal fremkommer på en klemme 26 etter hvert som lageret 2 3 fortløpende adresseres. De justeringer av dekoderen som er nødvendige ved benyttelse av de fire forskjellige teknikker sem er ommalt foran for reduksjon av toppene i videodatahastigheten, er ikke vist, men kan innpasses ved hjelp av passende modifikasjon av lagerinnmatingskretsene 25.

Virkemåten av de på fig. 3 og 4 viste kretser for å ta seg av overføringen av videodata som beskrevet foran, er tilfredsstillende med mindre i dataoverføringen fra senderen til mottakeren opptrer feil som forstyrrer den korrekte synkronisering av oppdateringen av billedlageret i mottakeren med overføringen av oppdateringsdataene fra senderen. Feil i de overførte data kan forårsake tilsynekomst av ekstra linjesynkroniseringskodeord eller bortfall av sådanne ord, og når dette inntreffer, vil oppdateringsvideodataene bli benyttet til å forvanske eller forvrenge elementer av fremvisningen i stedet for å korrigere andre elementer. Den foreliggende opp-finnelse søker å overvinne dette og noen beslektede problemer ved å tilveiebringe en dekoder foran dekoderbufferlageret, hvilken dekoder på effektiv måte ser fremover på strømmen av data som når frem til mottakeren, og treffer en beslutning med hensyn til gyldigheten av et linjesynkroniseringskodeord på grunnlag av de tidligere opptredende linjesynkroniseringskodeord og de etterfølgende kodeord. Et eksempel på et system som benytter oppfinnelsen, er vist på fig. 5 hvor innkommende videodata i form av 8-bits PCM-ord som representerer billedelementlysstyrken, tilføres via en klemme 30 til en koder 31. Koderens 31 oppgave er å frembringe de betingede påfyllingsdata .-.for..bildet,:, og grupperings-

signaler fra en enhet 32 benyttes til å komplettere videodataene for sending, hvilke data lagres i en koderbuffer 33. En sender 34 sender dataene via en overføringsvei 35 til en mottaker 36. Til mottakeren overføres sammen med videodataene også koderbuffertilstanden BE (t) som avledes fra bufferen 33; ved hjelp av enhet 37. Pre-bufferdekoderen består av en enhet 38 for deteksjon av delbilde- og linjesynkroniseringskodeordene, en linjenummerbehandlingsenhet 39, en linjenummer-

teller 40, en. delbildetidsbasis 41 og en hjelpehukommelse 42. Signaler fra pre-bufferdekoderen tilføres til et dekoder-buf f erlager 43 hvis utgangssignal fremkommer på en klemme 44 og også tilføres til en post-bufferdekoder 45. Klemmen 44 er koplet til inngangen 2 0 på fig. 4.

Mottakeren 36 tilfører videodataene og et klokke-signal til enheten 38. Når enheten 38 detekterer et linjesynkroniseringskodeord, tilfører den et signal til linjenummerbehandlingsenheten 39 som indikerer forekomsten av ordet, og den sender også til enheten 3 9 et 3-bits binærtall som er linjenummeret modulo 8 og utgjør en del av linjesynkroni-seringskodeordet. Mottakeren 38 sender koderbuffertilstanden BE(t) direkte til linjenummerbehandlingsenheten 39. Enheten 3 9 utfører et antall operasjoner på de data som sendes til denne, og én funksjon av enheten er å bekrefte gyldigheten av eller godkjenne linjesynkroniseringsordet på en måte som skal beskrives i det følgende. Dersom enheten 3 9 avgjør at linjesynkroniseringsordet er gyldig, tilfører den til linjenummertelleren 4 0 et signal som indikerer at det er et gyldig ord, og den forårsaker også at det linjenummer som telles av telleren 40, inkrementeres med 1. I ett eksempel på oppfinnelsen finnes det 286 linjer i et delbilde og telleren 40 er innrettet til å telle fra 0 til 285 og deretter returnere til 0 igjen. Fra de teks jonsenheten 38 mottar delbildetidsbasisen 41 et signal når et delbildesynkroniseringskodeord detekteres. Tidsbasisen 41 holder seg a. jour med det forventede tidspunkt for opptreden et delbildesynkroniseringskodeord, og når et ord ventes, tilfører den et signal til enheten 38 for å gjøre den klar for den sannsynlige forekomst av et sådant ord. Tidsbasisen 41 tilbakestiller også linjenummertelleren 40 til hull. Hjelpehukommelsen 42 som omfatter en anordning for bestemmelse av bufferlagerets 43 skriveadresse, lagrer adressene for starten av et delbilde og starten av hver linje sammen med dens fulle linjenummer i lageret 43. Hukommelsen 42 lagrer dessuten en indikasjon på hvorvidt 3elbilde-undersampling er i bruk for å redusere datahastigheten fra sender til mottaker, slik som omtalt foran. Post-bufferdekoderen 4 5 som inneholder en anordning for generering av leseadressen for bufferlageret 43, er innrettet til å motta linjenumrene og tilsvarende bufferadresser fra hukommelsen 42, slik at leseadressen for lageret 4 3 om nødvendig kan omkoples til starten av en spesiell linje av de videodata som er lagret i lageret 43.

Under normal . drift holder pre-bufferdekoderen seg bare a jour med beliggenheten i lageret 4 3 av starten av hvert delbilde og starten av hver linje i et delbilde. Når en spesiell linje av videodata skal utleses fra lageret 4 3 ved hjelp av dekoderen 45, er hukommelsen 42 innrettet til å utslette den registrering som angår dette linjenummer, fra de lagrede data.

Slik som foran nevnt, inneholder hvert linjesynkroniseringsord modulo 8-linjenummeret for den videolinje som det angår. Ved bekreftelsen av gyldigheten av linjesynkroniseringsord søker enheten 39 å opprettholde den riktige linjenummersekvens ved å kassere falske tilleggs-linjesynkroniseringsord og ved å nydefinere linjenumrene og de ord hvis linjenumre synes forvrengt slik det indikeres av de foregående og etterfølgende linjesynkroniseringsord. Når linjesynkroniseringsord er så kraftig forvrengt at de ikke blir detektert, vil dette være synlig ut fra en avbrytelse eller et tomrom i linjenummersekvensen, og selv om denne feil vil resultere i delvis forvrengning av en linje av videodata,

vil gjenopprettelsen av den riktige linjenummersekvens unngå et stort område med forvrengning. Ytterligere indikasjon på riktigheten av antagelsen om det manglende linjesynkroniseringsord kan oppnås ut fra de tilhørende videodata ved å se etter kodingsovertredelser som kunne skrive seg fra en sådan forekomst, såsom en nedoverendring i knippeadressen uten et foregående linjesynkroniseringsord. Enheten 39 kan omfatte en mikroprosessorkrets som er programmert for å utføre de nødvendige kontroller på linjenumrene og, om ønsket, også knippeadressene. Operasjonen av linjenummertelleren 40 er at den teller i synkronisme med linjenumrene for de innkommende videodata, og enheten 3 9 kontrollerer også at de to nummersekvenser er i synkronisme med hverandre.

Selv om de data som er lagret i hjelpehukommelen 42, 1 dette eksempel benyttes til å muliggjøre den raske korreksjon av bufferlagerets 43 leseadresse når post-bufferdekoderen 4 5 detekterer at lesepunktet ikke er å jour med avsøkningen av det billedlager til hvilket videodataene til-føres, kan dekodingspunktet alternativt tvinges til den adresse som gis av hjelpehukommelsen ved slutten av hver videolinje, slik at post-bufferdekoderen 45 ikke trenger å bestemme hvorvidt lesepunktet er å jour med dataene eller ikke.

Slik som foran nevnt, er tilstanden av dekoderbufferen 4 3 relatert til tilstanden av koderbufferen ved hjélp av likningen

hvor VR er overføringsveiens 35 overføringskapasitet og At er tiden mellom det tidspunkt da data går inn i koderbufferlageret og da de forlater dekoderbufferlageret. Ut fra denne likning er det mulig å forutsi bufferlagerets 43 tilstand, og pre-bufferdekoderen kan inneholde en anordning for overvåkning av lagerets 4 3 virkelige tilstand og sammenlikning av denne med den verdi som forutsies ved hjelp av likningen. Dersom tilstanden av lageret 4 3 over en tidsperiode er konsekvent for høy eller for lav, vil dette indikere en feil i den antatte verdi av At. Dersom bufferen 33 konsekvent inneholder for mye informasjon, kan starten av det neste videodelbildefremskyndes noen få linjer ved å forkorte delblldeslokkeperioden. Dersom på den annen side bufferen er for tom, kan de*lb±ldeslokkepérioden forlenges, slik at starten av det neste delbilde forsinkes. Normalt vil antall linjer av fremskyndelse eller forsinkelse være begrenset til et maksi-mum på tre linjer, idet én linje er den foretrukne verdi. Forstyrrelse av bildet som skriver seg fra denne delbildesynkro-niseringsjustering, er mulig dersom billedlageret er i form av et skiftregister med variabel lengde, og dette har vist

seg å virke helt tilfredsstillende når videoutgangssignalet fremvises på en monitor. Video-opptakere er imidlertid mindre tolerante overfor sådanne forstyrrelser slik som også

annet videobehandlingsutstyr kan være, dersom delbildefrekvens-endringshas^igheten trenger å ha en meget lav verdi. En annen ulempe med dette arrangement er at korreksjonen er langsom, slik at omkopling av en mottaker fra én sender til en annen kunne bety at det kreves en lang tidsperiode for mottakeren for å låse seg til den nye kilde for videodata.

Det har i praksis vist seg at dekoderbufferlageret 4 3 må ha en større kapasitet enn koderbufferen . 33 for å tillate små avvikelser av At fra den verdi som den må ha for at bufferlagrene skal være nøyaktig halvfulle når dekoder-utgangssignålet er nøyaktig a jour uten å forårsake buffer-underfylling eller bufferoverfylling. Jo større forskjellen er mellom størrelsene av bufferne, jo større er den variasjon av At som kan tilpasses. Dersom dekoderbufferlageret 4 3 gjøres tilstrekkelig stort slik at det er i stand til å romme betydelig mer enn en fullstendig videohelbildeperiode, kan At endres med et fullstendig helbilde ved et tidspunkt da justering av dens verdi er nødvendig slik som beskrevet foran, og på 'denne måte vil det ikke være noen diskontinuitet i delbilde- og liijesyrJtroniseringskodeordene. For å øke At med 40 ms, ville utlesningen fra lageret bli hindret i denne perio-de, hvilket ville forårsake at det samme videohelbilde ville bli fremvist to ganger. For å redusere At med 40 ms, ville et fullstendig helbilde av data bli kassert fra lageret 43, slik at det ville forekomme et svakt hopp i det gjengitte bilde. Kassering av dataene forårsaker en del påfyllings-feil, men det antas at disse ikke ville være uakseptable når man husker den sannsynlige frekvens for opptreden av virkningen. I systemer hvor mottakeren omkoples mellom et antall forskjellige sendere, slik det kan være anordnet for et konferansearrangement med flere deltakere, er det mulig å sikre at korreksjoner av verdien av At som opptrer etter omkopling fra én datakilde til en annen, bare er avhelbilde-gjentagelsestypen og ikke medfører noen helbildekassering.. Dette ville bli gjort ved å sikre at koderbufferen for den kilde som det omkoples til, er så tom som mulig før den utvelges som en datakilde. På denne måte vil koderbufferen synes å være altfor tom ved tidspunktet for omkoplingen, og den eneste sannsynlige virkning av at At er for kort, er på denne måte at en helbildeaientaqelse vil inn-treffe .

For å bestemme om eh helbildegjentagelse eller en balbildekassering skal finne sted, finnes to alternative metoder. Ved, den første av disse fastslås verdien av At og sammenliknes med den teoretiske, nødvendige verdi for at dekoderen skal være a jour. Når differansen mellom disse verdier er tilstrekkelig over + 20 ms, utføres en helbildegjentagelse eller helbildekassering alt etter hva som er riktig ved det neste delbildesynkroniserinqskodeord. Verdien av At fastslås ved hjelp av en iterativ prosess som kan utføres ved hjelp av mikroprosessoren i enheten 39. I denne prosess gjetter man seg til en begynnelsesverdi for At, og summen BE(t - At) + BD(t) beregnes for flere sampler av buf-ferens tilstander. De største og minste summer kasseres da de kan inneholde ekstreme feil, og gjennomsnittet av de.gjenværende summer sammenliknes med den forventede verdi av VR-At idet man benytter den gjettede verdi av At. Ubalansen mellom de to sider av likningen indikerer beskaffenheten av feilen i den gjettede verdi av At som deretter kan inkrementeres eller dekrementeres for å frembringe ét mer nøyaktig resultat.

Når den sanne verdi av At er blitt fastslått, kan mikroprosessoren i enheten 39 gå i gang med tilleggsoppgaven med delbilde-undersampel-verifikasjon. Slik som foran nevnt, benyttes delbilde-undersamplinq for å redusere datahastigheten og signaleres ved en modifikasjon av delbildesynkroniseringsordet. En forvrengning av dette ord kan imidlertid bety at dekoderen fortsetter å arbeide normalt når delbilde-undeisamplinger under utførelse. I løpet av et undersamplet delbilde må koderbufferens tilstand falle stadig da data utmates fra denne over over-føringsveien og ingen nye data går inn i bufferen. Mikroprosessoren undersøker verdien av BE (t) med henblikk på denne tendens for å bestemme hvorvidt delbilde-undersampling er under utførelse eller ikke. Mikroprosessorprogrammet må også her være innrettet til å tillate muligheten for feil i ver-diene av koderbuffertilstanden.

Den alternative prosess for å bestemme om man

skal utføre en helbildegjentagelse eller en helbildekassering, er å sammenlikne den virkelige tilstand av ekoder-bufferen med den som forutsies ved hjelp av den foran angitte likning, idet man benytter den teoretisk riktige verdi for At. Dersom forskjellen mellom den virkelige og den forutsagte tilstand av dekoderbufferen overskrider en forutbestemt terskel som svarer til en endring i At på mer enn + 20 ms, utføres en helbildegjentagelse eller helbildekassering slik det er passende. For å unngå virkningen av feil i dataene, må beregningen gjentas et antall ganger før den virkelige helbildegjentagelses- eller helbildekasseringsope-rasjon utføres. Denne prosess resulterer ikke i bestemmelse av verdien av At, slik at den ikke kan tilveiebringe den ytterligere mulighet for å verifisere tilstedeværelsen av delbilde-undersampling.

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet i forbindelse med en spesiell type signal, kan den anvendes på hvilket som helst signal som har passende markeringssignaler.

Claims (13)

1. Digitalt dataoverføringssystem for data som mottas fra en kilde med ujevn hastighet, idet dataene inneholder et antall markeringssignaler som underinndeler dataene i grupper med forutbestemt signifikans, hvilket system omfatter et første bufferlager for dataene fra kilden, en anordning for sending av dataene fra det første bufferlager med konstant hastighet til en overføringsvei, en anordning for mottagning av dataene fra overføringsveien og tilførsel av disse til et andre bufferlager, en anordning for utlesning av dataene fra det andre bufferlager i en forutbestemt sekvens av grupper, og en utnyttelsesanordning som benytter dataene fra det andre bufferlager i overensstemmelse med de grupper i hvilke de inngår, KARAKTERISERT VED at mottagningsanordningen omfatter en hjelpe-datalagringsanordning, en anordning for lagring i hjelpedatalagringsanordningen av adressene til det andre bufferlager i hvilket markeringssignalene er lagret, og en anordning for overvåkning av markeringssignalene og bestemmelse av den av utlesningsanordningen benyttede adresse ved referanse til adressene til markeringssignalene som er lagret i hjelpedatalagringsanordningen.

2. System ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at markeringssignalene inneholder tall som følger en forutbestemt syklus.

3. System ifølge krav 1 eller krav 2, KARAKTERISERT VED at adressene til alle markeringssignaler overføres fra hjelpedatalagringsanordningen til utlesningsanordningen for å styre de adresser som benyttes av utlesningsanordningen.

4. System ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at mottagningsanordningen omfatter en anordning for å detektere</>når utlesningsanordningen åpenbart utleser data fra en ukorrekt adresse i det andre bufferlager, og for å korrigere denne adresse ut fra den informasjon som er lagret i hjelpedatalagringsanordningen .

5. System ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at den detekterende og korrigerende anordning reagerer på tallene i markeringssignalene i de mottatte data før de innføres i det andre bufferlager.

6. System ifølge krav 3 eller 5, KARAKTERISERT VED at mottagningsanordningen omfatter en telleanordning for å følge den forutbestemte syklus av tallene i markeringssignalene, og en anordning for sammenlikning av det markeringssignaltall som registreres av telleanordningen, med tallet i det markeringssignal som mottas ved det aktuelle tidspunkt, idet et ikke-null-utgangssignal fra sammenlikningsanordningen gir en indikasjon på at et markeringssignal er blitt forvrengt slik at det ikke blir gjenkjent, og at den adresse som benyttes av utlesningsanordningen, må korrigeres.

7. System ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at dataene også inneholder andre markeringssignaler, og at mottagningsanordningen omfatter en anordning for forutsigelse av tidspunkt-ene for opptreden av sådanne andre markeringssignaler ved referanse til posisjonen av de mottatte markeringssignaltall i den forutbestemte syklus.

8. System ifølge ett av kravene 1 - 6, og som kan benyttes for overføring av bildedata, KARAKTERISERT VED at det omfatter et helbilde- eller billedlager som oppdateres ved hjelp av data fra det andre bufferlager, hvor dataene er betingede påfyllingsdata for et bilde i form av et helbilde eller delbilde bestående av et antall av billedelementer dan-nede linjer,idet de betingede påfyllingsdata er data som angår bare de billedelementer av bildet som har endret seg siden det foregående helbilde, at markeringssignalene er linjesynkroniseringskodeord med linjenummerinformasjon, og at dataene representerer billedelementer langs en linje ved hvilken endringer skal gjøres, idet endringene er formet til knipper som angår fortløpende elementer.

9. System ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at dataene også inneholder delbildesynkroniseringskodeord og mottagningsanordningen omfatter en tidsbasisanordning for forutsigelse av tidspunktet for mottagning av delbildesynkroniseringskodeord ved referanse til linjenumrene i linjesynkroniseringskodeordene.

10. System ifølge krav 6 og 9, KARAKTERISERT VED at telleanordningen sporer linjenumrene og nullstilles til en ut-gangsverdi som reaksjon på et utgangssignal fra tidsbasisan-ordningen.

11. System ifølge ett av kravene 8-10, KARAKTERISERT VED at dataene for hvert knippe inneholder elementadressen langs linjen for det første element i knippet, og at mottagningsanordningen omfatter en anordning for å kontrollere at elementadressene for knipper mellom fortløpende linjesynkroniseringskodeord opptrer i stigende nummerorden, for derved å detektere hvorvidt et forvrengt, og derfor ugjenkjent, linjesynkroniseringskodeord har opptrådt.

12. System ifølge ett av kravene 8-11, KARAKTERISERT VED at mottagningsanordningen omfatter en anordning som reagerer på mengden av data i de første og andre bufferlagre for å beregne hvorvidt den virkelige datamengde i det andre bufferlager er konsekvent forskjellig fra den mengde som ventes å være i dette lager under forutsetning av en spesiell utbredelses-forsinkelsestid for overføringsveien, idet utlesningsanordningen er innstilt for å virke i retning av å korrigere en eventuell konsekvent forskjell som finnes av den reagerende anordning.

13. System ifølge krav 12, KARAKTERISERT VED at det andre bufferlager kan lagre mer enn en fullstendig videohelbildeperiode av data, og at innstillingene av utlesningsanordningen innebærer kassering eller gjentagelse av et fullstendig hel-'bilde av data.