DE2758230C3

DE2758230C3 - Signalübertragungssystem für differentielle Puls-Code-Modulierte (DPCM) Signale

Info

Publication number: DE2758230C3
Application number: DE2758230A
Authority: DE
Inventors: Isao Kawasaki Tashiro (Japan)
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1976-12-25
Filing date: 1977-12-27
Publication date: 1980-05-29
Also published as: JPS5386105A; US4179659A; GB1576520A; DE2758230A1; DE2758230B2; JPS6016777B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Signalübertragungssystem laut Oberbegriff des Anspruchs 1. Durch dieses Signalübertragungssystem wird ein Analogsignal in einer zu einem differentiell-puls-code-modulierten Signalzug umgewandelten Form übertragen. Ein solcher differentiell-puls-code-modulierter Signalzug wird nachfolgend kurz als DPCM-Signalzug bezeichnet.
Wenn ein Analogsignal, beispielsweise ein Videosi-

gnal übertragen wird, dann wird während der Übertragung häufig ein Störrauschen in das Videosignal eingeführt, was zu einer Verminderung der Bildqualität führt Um dies zu vermeiden, ist ein Verfahren entwickelt worden, bei dem ein Videosignal in digitaler Form übertragen wird. Die Übertragung des Videosignals in digitaler Form, beispielsweise in der Form eines puls-code-modulierten Signals (PCM-Signal) hat jedoch den Nachteil, daß die Übertragung viel Zeit erfordert Um dieses Problem zu lösen, ist ein Vei fahren vorgeschlagen worden, bei dem ein Videosignal in einer in einen DPCM-Signalzug umgewandelten Form durch Anlegung eines Bestimmungssignalzuges übertragen wird. Die Übertragung eines DPCM-Signalzuges vermindert nicht nur die Übertragungszeit, sondern bietet auch noch weiter unten näher erläuterte Vorteile. Dennoch ergeben sich bei der Übertragung eines DPCM-Signalzuges insofern Nachteile, als beim Auftreten eines Fehlers in der Bitfolge einer Zeichengruppe des DPCM-Signalzuges alle nachfolgenden DPCM-Signale falsche Daten aufweisen. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit ist es bekannt, beispielsweise bei der Übertragung eines Videosignals in einer in ein DPCM-Signal umgewandelten Form, einen DPCM-Signalzug unter Einfügung eines PCM-Signals in den Signalzug während der Zeitspanne zur Abtastung einer Linie zu übertragen, so daß ein Bitfehler des entsprechenden DPCM-Signals korrigiert wird. Dennoch traten Qualitätsverluste konzentriert im rechten Randbereich des wiedergegebenen Bildes auf. Darüber hinaus wird das Bestimmungssignal, wie dies bekennt ist, in einer gleichförmigen Zeitspanne in den DPCM-Signalzug eingefügt Da jedoch jede Zeichenfolge des Bestimmungssignalzuges fast doppelt so viele Bits hat wie eine Zeichenfolge des DPCM-Signalzuges, wurden die Daten einer Zeichenfolge des DPCM-Signalzuges in dem Abschnitt des DPCM-Signalzuges verloren, in den das Bestimmungssignal eingefügt wurde. Daher war der Abschnitt des DPCM-Signalzuges, in dem das Bestimmungssignal einzuführen war, oder die Frequenz des Bestimmungssignals in einen Übertragungssignalzug Begrenzungen unterworfen. Weiterhin wurde die Bitqualität in dem Abschnitt des DPCM-Signalzuges verschlechtert, in den das Bestimmungssignal eingeführt wurde.

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

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

Das erfindungsgemäße Signalübertragungssystem weist eine Eingangssignal-^Miereinrichtung zur Erfassung eines Eingangssig.iais in einer vorbestimmten Prüfzeit und zur Umwandlung der erfaßten Daten in einen Bestimmungssignalzug und einen DPCM-Signalzug, wobei jeder Signalzug die Information des Eingangssignals enthält, weist weiterhin eine Übertragungs-Signalzugbildungseinrichtung auf, der der DPCM-Signalzug und der Bestimmungssignalzug zugeführt werden und die an den Stellen, an denen eine spezifizierte Gruppe von benachbarten Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges einen vorgeschriebenen Inhalt hat, ein spezifiziertes Signal, also ein Signal mit vorgeschriebenem Muster, einiügt welches niemals als DPCM-Signal und als Bestimmungssignal in die Positionen benachbarter Zeichenfolgen gebracht wird, wodurch insgesamt ein zu übertragender Ubertragungssignalzug gebildet wird, und weist schließlich eine ίο Reproduktionseinrichtung für den Bestimmungssignalzug zur Erfassung des spezifizierten Signals aus dem empfangenen Übertragungssignalzug auf, weiche das übertragene Bestimmungssignal in die entsprechenden Positionen der benachbarten Zeichenfolgen einsetzt und damit aus dem empfangenen Übertragungssignalzug wieder den Bestimmungssignalzug erzeugt, der durch die Eingangssignal-Codierungseinrichtung erzeugt wurde.

Das erfindungsgemäße Signalübertragungssystem entscheidet, ob beispielsweise die zweite oder dritte Zeichenfolge von drei aufeinanderfolgenden Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges die Ziffern 0 und 0 darstellen, oder ob drei aufeinanderfolgende Zeichenfolgen die Ziffern +1, -1, +1 oder -1, +1, -1 bezeichnen. In diesem Falle wird ein Übertragungssignalzug dadurch gebildet daß ein spezifiziertes Signal, welches als Binärcodierung »0000« ausgedrückt und niemals als DPCM-Signal angewendet wird, in die Position der ersten von drei aufeinanderfolgenden Zeichenfolgen eingesetzt wird und ein Bestimmungssignal aus sieben Bits in den Raum eingesetzt wird, der durch die letzten beiden Zeichenfolgen eingenommen wird. Die Reihenfolge, in der das Spezifizierungssignal und das Bestimmungssignal in die Positionen der aufeinanderfolgenden Zeichenfolgen eingesetzt werden, unterliegt keinerlei Begrenzungen. Mit anderen Worten wird beispielsweise eine Gruppe von drei aufeinanderfolgenden Zeichenfolgen, die vergleichsweise geringen Unterschied in der Ziffernbedeutung aufweisen, aus dem DPCM-Signalzug ausgewählt Das spezifizierte Signal und das Bestimmungssignal werden in die Stellen der drei Zeichenfolgen der ausgewählten Gruppe eingesetzt. Das in den DPCM-Signalzug eingesetzte Bestimmungssignal korrigiert einen Bitfehler des DPCM-Signalzuges, der während der Übertragung auftreten könnte. Auf diese Weise kann die Verminderung der Bildqualität erheblich begrenzt werden, die sonst durch das reproduzierte Bestimmungssignal verursacht wird. Weiterhin besteht keine Begrenzung hinsichtlich der Auswahl des Abschnittes des DPCM-Signalzuges, in den das Bestimmungssignal einzusetzen ist. Schließlich werden keine Daten verloren, die im DPCM-Signalzug enthalten sind.

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

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Signalübertragungssystemes,

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

F i g. 3A und 3B eine grafische Veranschaulichung der Absenkungs- und Anhebecharakteristik der Codierb5 schaltung gemäß F i g. 1,

F i g. 4A eine detaillierte Veranschaulichung der den Übertragungssignalzug bildenden Schaltung gemäß Fig. 1.

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

F i g. 4C und 4D eine detaillierte Veranschaulichung der Bestimmungssignal-Wiedergabeschaltung gemäß

Wie in F i g. 1 veranschaulicht ist, sind ein Sendeabschnitt 1 und ein Empfangsabschnitt 2 über eine Übertragungsleitung 3 miteinander verbunden. Der Sendeabschnitt 1 weist eine Eingangssignal-Codierschaltung la und eine Schaltung 1 ft zur Erzeugung eines Übertragungssignalzuges auf. Die Codierschaltung la wandelt ein Videosignal Si, wie es beispielsweise aus einer Videokamera kommt, in einen DPCM-Signalzug 52 um. Hierzu weist die Codierschaltung la einen Quantisierungs-Umwandier iia, Digital-Digitai-Wandler (D-D-Wandler) üb und lic zur Umwandlung des Ausgangs aus dem Quantisierungs-Umwandier 11a, eine Addierschaltung He zur Addition eines Digitalsignals aus dem DD-Umwandler llcund eines Ausgangssignals aus einem Steuergerät lid auf, wobei die addierten Signale in das Steuergerät lic/eingegeben werden, so daß dieses einen digitalen Bestimmungssignalzug Sa erzeugt Weiterhin ist ein Digital-Analog-Umwandler (D-A-Umwandler) 11/vorgesehen, der den aus dem Steuergerät Hd kommenden Bestimmungssignalzug S« in ein Analogsignal umwandelt und einer Subtraktionsschaltung ll^zuführt, welche an den Quantisierungsumwandler 11a ein Signal anlegt, welches der Differenz zwischen den Amplituden des Eingangsanalogsignals Si und des Ausgangsanalogsignals aus dem D-A-Umwandler 11/entspricht Eine solche Codierschaltung la ist bereits als Hybrid-Bauart bekannt Die Zeichenfolge für jeden DPCM-Signalzug S₂ besteht aus jeweils vier Bits. Die Schaltung \b zur Bildung des Übertragungssignalzuges besteht aus einer ersten und einer zweiten Verzögerungsschaltung 12 bzw. 13, einer Signaleinfügungsschaltung 14, einer DPCM-Signaldetektorschaltung 15, einem ersten Signalhalter 16 und einem Signalgenerator 17 für ein spezifiziertes Signal. Der DPCM-Signalzug S₂ wird der Signaleinführungsschaltung 14 über die beiden Verzögerungsschaltungen 12 und 13 zugeführt Ein Ausgang S₂ des D-D-Umwandlers lift, ein Ausgang aus der ersten Verzögerungsschaltung 12 und ein Ausgang aus der zweiten Verzögerungsschaltung 13 liegen an der Signaldetektorschaltung 15. Die Schaltung 15 entscheidet ob benachbarte Zeichenfolgen aus der spezifizierten Anzahl der zu übertragenden DPCM-Signale den vorgeschriebenen Inhalt haben. Mit anderen Worten ermittelt die Detektorschaltung 15 eine vorbestimmte Regelmäßigkeit in der der Inhalt der spezifizierten Anzahl der DPCM-Signa'c, je mit einem vorbestimmten Inhalt angeordnet sind. Wird Regelmäßigkeit oder Richtigkeit festgestellt so erzeugt die Detektorschaltung 15, die beispielsweise eine Koinzidenzschaltung aufweisen kann, ein Detektor- oder Kontrollsignal CSi. Die Steuerschaltung lief erzeugt jedesmal ein Bestimmungssignal, wenn das Eingangssignal S₂ erfaßt oder abgetastet wird. Jede Zeichenfolge des Bestimmungssignalzuges S^ besteht beispielsweise aus sieben Bits. Wenn das Eingangssignal Si zum Zeitpunkt der Abtastung eine geringe Amplitudenänderung beinhaltet so weist das Bestimmungssignal einen Wert auf, der im wesentlichen gleich ist dem Wert, welches ein PCM-Signal zu diesem Abtastzeitpunkt aufweist

Zum Zeitpunkt der Anlegung des Detektor- oder Steuersignals CSi hält der erste Signalhalter 16 das aus der Steuerschaltung Ud kommende Bestimmungssignal S₄. Der Signalgenerator 17 erzeugt ein weiter unten noch näher erläutertes Mustersignal S3 mit einem speziellen Code, der niemals als DPCM-Signal verwendet wird. Die Signaleinfügungsschaltung 14 erhält nicht nur ein Ausgangssignal aus der zweiten Verzögerungsschaltung 13, sondern auch das spezifizierte Mustersignal S3 und ein Ausgangssignal aus dem ersten Signalhalter 16. Wenn das Detektor- oder Kontrollsignal CSi erzeugt wird, so sind die Positionen von beispielsweise drei den DPCM-Signalzug bildenden Zeichenfolgen aus der zweiten Verzögerungsschaltung 13 durch das spezifizierte Mustersignal S3 und das Bestimmungssigna! eingenommen, welches im ersten Signalhalter 16 gehalten ist. Die Reihenfolge, in der die beiden Signale S3 und St in die Positionen der drei Zeichenfolgen eingesetzt werden, unterliegt keinerlei besonderen Beschränkungen. Ein Ausgangssignal S5 der Signaleinfügungsschaltung 14 wird beispielsweise an die Übertragungsleitung 3 gelegt

Im Empfängerabschnitt, also der Wiedergabeschaltung für den Bestimmungssignalzug, wird der Übertragungssignalzug S5 über eine dritte Verzögerungsschaltung 21, eine vierte Verzögerungsschaltung 22 und einem D-D-Umwandler 28 einer Additionsschaltung 23 zugeführt Ein Ausgangssignal aus der vierten Verzögerungsschaltung 22 wird der Detektorschaltung 25 für das spezifizierte Mustersignal S3 zugeführt. Wenn das spezifizierte Mustersignal S₃ im Übertragungssignalzug Ss ermittelt wird, dann erzeugt die Detektorschaltung 25 ein erstes Kontrollsignal CS₂ und ein zweites Kontrollsignal CS3. Der Übertragungssignalzug Ss und ein Ausgangssignal der dritten Verzögerungsschaltung 22 liegen am Eingang des zweiten Signalhalters 24. Wenn das erste Kontrollsignal CS₂ erzeugt wird, werden diese Eingangssignale durch den zweiten Signalhalter 24 gehalten. Ein Ausgangssignal des D-D-Umwandlers 28 liegt an der Addierschaltung 23. Der Empfängerabschnitt 2 weist darüber hinaus einen Umschaltkreis 26 auf, der wahlweise ein Ausgangssignal aus der Additionsschaltung 23 oder ein Ausgangssignal aus dem zweiten Signalhalter 24 an eine Steuerschaltung 27 legt, wenn das zweite Kontrollsignal CS3 anliegt Ein Ausgangs-Bestimmungssignal S₆ aus der Steuerschaltung 27 wird zur Additionsschaltung 23 zurückgeführt Beim Auftreten des zweiten Kontrollsignals CS3 wird ein Ausgangssignal aus dem zweiten Signalhalter 24 an die Steuerschaltung 27 gelegt Wenn das zweite Kontrollsignal CS₃ nicht erzeugt wird, so liegt der

so Ausgang der Additionsschaltung 23 an der Steuerschaltung 27. Ein Ausgangssignal der Steuerschaltung 27, welches das gewünschte Bestimmungssigna! ist, wird über einen nicht näher dargestellten D-A-Umwandler in ein Analogsignal umgewandelt

Anhand der Darstellungen in den F i g. 2A bis 2F wird nachfolgend der Betrieb des Signalübertragungssystems gemäß F i g. 1 näher erläutert Ein Analogsignal, wie beispielsweise ein Videosignal Si gemäß F i g. 2A wird bei Anlehnung an die Subtraktionsschaltung Hg in der Codierschaltung la zu den Zeitpunkten 7Ί bis T₁₆, die in F i g. 2B veranschaulicht sind, abgetastet oder geprüft Wenn das abgetastete Signal in der Codierschaltung la verarbeitet wird, so erzeugt der D-D-Umwandler 116 einen DPCM-Signalzug S₂ gemäß F i g. 2C. Die vier Bits der Zeichenfolgen, welche den DPCM-Signalzug S₂ bilden, werden in der ersten Verzögerungsschaltung 12 bzw. der zweiten Verzögerungsschaltung 13 über eine Abtastzeitspanne oder einen Prüfzeitraum verzögert

und dann der Signalhalteschaltung 14 zugeführt. Die DPCM-Signal-Detektorschaltung 15 entscheidet, ob die drei benachbarten Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges S₂ von jeweils vorbestimmtem Inhalt in der vorbestimmten regelmäßigen Ordnung angeordnet sind. Wenn der Inhalt der zweiten und der dritten Zeichenfolge der drei Zeichenfolgen 0 ist oder die drei Zeichenfolgen » + 1«, » —1,«, » + 1« bzw. »—1«, »+1«, » — 1« beinhalten, dann erzeugt die DPCM-Signal-Detektorschaltung 15 ein Detektor- oder Kontrollsignal CSi. Dieses Kontrollsignal CSi bewirkt, daß das spezifizierte Mustersignal S₃ in die Position der ersten der drei Zeichenfolgen, welche das DPCM-Signal Sj bilden, eingesetzt wird. Wenn das Kontrollsignal CSi vorliegt, so wird ein Bestimmungssignal Si aus der Steuerschaltung lic/ durch den ersten Signalhalter 16 gehalten. Jede Zeichenfolge des Bestimmungssignales S₄ besteht aus sieben Bits. Das Bestimmungssignal S₄ wird in die Positionen der zweiten und der dritten Zeichenfolge von den drei, das DPCM-Signal S2 bildenden Zeichenfolgen eingesetzt. Somit ergibt sich am Ausgang der Signaleinfügungsschaltung 14 ein Zug von DPCM-Signalen oder ein Übertragungssignalzug, wie er in Fig.2E veranschaulicht ist. Bei dieser Ausführungsform sind durch die Bezeichnungen Pi, P₂ bzw. Pz die Bereiche der drei Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges angegeben, die eine vorbestimmte regelmäßige Anordnung haben sollen. Der Bereich Pi bezeichnet eine Gruppe von drei Zeichenfolgen, deren Inhalt » + 1«, » — 1« bzw. » + 1« ist, in der erwähnten Anordnung. Der Bereich P₂ bezeichnet eine Gruppe von drei Zeichenfolgen, deren Inhalt» + 2«, »0« bzw. »0« ist, in der angegebenen Reihenfolge. Der Bereich ft veranschaulicht eine Gruppe von drei Zeichenfolgen, deren Inhalt » — 1«, » + 1« bzw. » — 1«, in dieser Reihenfolge, ist. In Fig.2E ist durch einen Stern der Abschnitt eines DPCM-Signalzuges veranschaulicht, in den das vorbestimmte Mustersignal S3 eingesetzt wird, während die Buchstabenfolge PDS den Abschnitt des DPCM-Signalzuges anzeigt, in den das Bestimmungssignal Si eingesetzt wird.

Im Empfängerabschnitt 2, wird der Übertragungssignalzug S5 durch die beiden weiteren Verzögerungsschaltungen 21 und 22 über eine Prüfzeitspanne verzögert und über den D-D-Umwandler 28 an die Addierschaltung 23 angelegt Der der Additionsschaltung 23 zugeführte DPCM-Übertragungssignalzug S₅ wird zu einem Ausgangsbestimmungssignal Se aus der Steuerschaltung 27 addiert, wobei das Ausgangsbestimmungssignal im vorangegangenen Prüfzeitraum angelegt worden ist Die Detektorschaltung 25 für das spezifizierte Mustersignal erfaßt ein spezifiziertes Mustersignai, weiches in F i g. 2E mit einem Sternchen veranschaulicht ist, aus dem DPCM-Signalzug und veranlaßt, daß das erste Kcntrollsignal CS₂ dem zweiten Signalhalter 24 zugeführt wird. Der zweite Signalhalter 24 hält die ersten vier Bits des Bestimmungssignals, welches eine Abtastperiode nach der Ermittlung des spezifizierten Mustersignals empfangen worden ist, und die letzten drei Bits desselben Bestimmungssignals, welches eine weitere Abtastperiode später empfangen worden ist Die so gehaltenen Bit-Signale werden dem Umschaltkreis 26 zugeführt Wenn das zweite Kontrollsignal CS3 empfangen wird, wird der Kontakt des Umschaltkreises 26 mit dem zweiten Signalhalter 24 verbunden und wird der Ausgang des Kreises 26 der Steuerschaltung 27 zugeführt Da der Kontakt des Umschaltkreises 26 später an die Additionsschaltung 23

gelegt wird, werden die aufeinanderfolgende DPCM-Signale bildenden Zeichenfolgen in Bestimmungssignale umgewandelt. Ein Ausgangssignal aus der Steuerschaltung 27 ist ein Bestimmungssignalzug, dessen Form in F i g. 2D veranschaulicht ist. Dabei wandelt ein nicht näher dargestellter D-A-Umwandler das Bestimmungssignal in ein Analogsignal um, welches in Fig.2D mit gestrichelten Linien veranschaulicht ist. Bei Umwandlung in einen DPCM-Signalzug, ergibt der aus F i g. 2D ersichtliche Kurvenzug einschließlich der gestichelten Abschnitte insgesamt einen Übertragungssignalzug (vgl. F ig. 2F).

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ohne weiteres ersichtlich ist, wird ein Bestimmungssignal S₄ in die Positionen zweier benachbarter Zeichenfolgen von drei einen DPCM-Signalzug bildenden Zeichenfolgen eingefügt. Diese Einfügung erfolgt wahlweise in demjenigen Abschnitt des DPCM-Signalzuges, in dem die Werte der zweiten und der dritten der drei Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges »0« sind, oder wo die drei Worte die Werte »+ 1«,»— l«bzw.»+ 1« oder »— 1«, »+ 1« bzw. »— 1« haben, nämlich in dem Abschnitt des DPCM-Signalzuges, in dem die drei aufeinanderfolgenden Zeichenfolgen nur geringe Unterschiede in ihrem Wert aufweisen. Dabei ergibt sich bei der späteren Erzeugung eines Bestimmungssignalzuges Se keine irgendwie fühlbare Minderung der Bildqualität. Wenn ein Videosignal übertragen wird, so ist eine nachteilige Beeinflussung der Bildqualität durch einen reproduzierten Bestimmungssignalzug von vernachlässigbarer Größe.

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

eines menschlichen Gesichtes, (E) einer menschlichen Gestalt in voller Größe und (F) einer weiteren menschlichen Gestalt im Brustbild, wobei die Ergebnisse in der Tabelle veranschaulicht sind.
Die Zahlenangaben in der Tabelle bezeichnen wie oft die genannten speziellen Gruppen von DPCM-Zeichen oder -Signalen in einer Abtastlinie auftreten und das Bestimmungssignal in einen DPCM-Signalzug eingefügt werden kann, gemessen pro Abtastperiode für jede Linie der gesamten Vordergrundgestalt Die Tabelle zeigt diese Daten für den Fall, daß die Codierungsschaltung la gemäß Fig. 1 eine Absenkungs- und Anhebungscharakteristik für die Codierung aufweist, wie sie in den Fig.3A und 3B veranschaulicht ist jede Zeichenfolge des DPCM-Signalzuges besteht aus vier Bits; jede ein Bestimmungssignal bildende Zeichenfolge ist auf minimal sieben Bits quantisiert; eine Vordergrundgestalt hat 400 horizontale Abtastlinien; jede Abtastlinie enthält 512 Bildpunkte. Die Tabelle veranschaulicht weiter, daß acht Bestimmungssignale im Durchschnitt in einen DPCM-Signalzug pro Abtastperiode für eine Linie eingefügt werden können, und daß insbesondere im Fall D sogar zehn Bestimmungssignale während einer Abtastperiode für eine Linie eingesetzt werden können. Das erfindungsgemäße Signalübertragungssystem kann daher die Verschlechterung der Qualität des reproduzierten Bildes selbst dann vermeiden, wenn ein Bestimmungssignal so oft, wie dies angegeben ist, in den DPCM-Signalzug eingesetzt wird.

Tabelle

Art der Abbildung

Anzahl der spezifizierten DPCM-Zeichengruppen mit Wert »0«
benachbarter Zeichenfolgen in
einer Ablastlinie Anzahl der spezifizierten DPCM-Zeichengruppen mit drei
benachbarten Zeichenfolgen in
einer Abtastlinie, deren Werte
»+ 1«, »— 1« bzw. »+ 1« oder
»- 1«, »+ 1« bzw. »- 1« sind

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

A
B
C
D

5.6
5.7
6.4
8.1
5.0
6.5

1.3
1.4
1.6
2.1
1.2
1.6

Anhand von F i g. 3 soll nachfolgend die Absenkungs- und Anhebungscharakteristik bei der Codierung veranschaulicht werden. An der Stelle, an der ein Eingangssignal des quantisierenden Umwandlers 11a die Höhe 0 aufweist oder hiervon nur wenig abweicht, hat ein Ausgangssignal bei X die Höhe 0. Die 0-Höhe dieses Ausgangssignals am Punkt Xkznn in binärer Codierung als »0000« oder »1000« ausgedrückt werden. Da das Ausgangs-DPCM-Signal nur eine Form für die 0-Höhe bezüglich der »+ 0«-Höhe oder »— 0«-Höhe des Eingangssignals haben kann, bleibt die andere Form unbenutzt. Wenn die binäre Codierung »1000«, wobei das binäre Bit »1« die positive Signalhöhe angibt, so kann die andere Codierungsform mit der binären Codierung »0000« als spezifiziertes Mutersignal verwendet werden, welches niemals als DPCM-Signal S₂ verwendet wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Codierung »0000« als spezifiziertes Mustersignal 53 verwendet.

Im Zusammenhang mit F i g. 3B wird nachfolgend die Absenkungs- und Anhebungscharakteristik einer Codierungsschaltung in einem erfindungsgemäßen Signalübertragungssystem verdeutlicht Wenn ein Eingangssignal des quantisierenden Umwandlers 11a »0«-Höhe hat, so kann ein Ausgangssignal am Punkt λ eine Höhe von »+ 0,5« oder »- 0,5« besitzen. Dies bedeutet, daß das DPCM-Signal S₂ eine andere Höhe hat »Is »0«, und zwar kann das DPCM-Signal S₂ ausgedrückt werden als » ± 0,5«, » ± 1«, » ± 2«,» ± 4«,» ± 8«,... die Codierungsschaltung la mit der erläuterten Absenkungs- und Anhebungscharakteristik gemäß Fig.3B ergibt somit die vorbestimmte regelmäßige Anordnung »+ 1«, »- 1«, »+ 1<' oder »- 1«, »+ 1«, »- 1« gemäß den weiter oben dargelegten Erläuterungen in einer größeren Anzahl von Zeichengruppen, als wenn eine Codierungsschaltung la mit den Eigenschaften gemäß F i g. 3A verwendet würde. Wenn die Codierungsschaltung la eine Chrakteristik gemäß Fig.3B aufweist, dann kann ein DPCM-Signal S₂ mit höherer Ziffernbewertung, beispielsweise »+ 8« als solches in der Benutzung unterdrückt werden, und kann somit die Ausgangssignalhöhe »+ 8« als spezifiziertes Mustersignal S3 verwendet werden.

Im Zusammenhang mit Fig.4A bis 4D wird nachfolgend mit weiteren Einzelheiten die Anordnung und der Betrieb des Signalübertragungssystems gemäß F i g. 1 erläutert Auf die an sich bekannte Codierungsschaltung la wird dabei nicht mehr näher eingegangen. Die Blocks in den F i g. 4A bis 4D sind mit denselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen. Wie aus F i g. 4A ersichtlich ist, wird zur Zeiteinstellung eine in F i g. 1 nicht näher dargestellte Verzögerungsschaltung 31 in der Codierschaltung la vorgesehen. Die Bits TDj bis TD4 eines DPCM-Signals S₂, dessen Zeitfolge durch die Verzögerungsschaltung 31 eingestellt worden ist, werden einer Schaltung 30 zugeführt, welche die Signaleinfügungsschaltung 14 und den Signalgenerator 17 für das spezifizierte Mustersignal einschließt. Ein Bestimmungssignal 54 aus sieben Bits D₁ bis Di ist im Signalhalter 16 gehalten. Wenn an dem DPCM-Signaidetektor 15 ankommende Signale von der Schaltung 31 und von der zweiten Verzögerungsschaltung 12 den vorgeschriebenen Inhalt haben, dann werden ein 7-Bit-Bestimmungssignal 54, welches im Signalhalter 16 gehalten ist, und ein 4-Bit-Mustersignal 53 aus dem Signalgenerator 17 in die Positionen von drei Zeichenfolgen aus je vier Bits eingefügt, die von der zweiten Verzögerungsschaltung 13 geliefert werden. Im resultierenden Übertragungssignalzug 5s, in dem jedes DPCM-Signal oder jede Zeichenfolge aus vier Bits TD\ bis TD'a besteht, wird dem Empfängerabschnitt 2 zugeführt, wobei die Zeitfolge der Bits TD'% bis TD'_A durch die Verzögerungsschaltung 32 eingestellt wird. In Fig.4B sind die Formen der in den entsprechenden Abschnitten des DPCM-Signaldetektors 15 auftretenden Signale veranschaulicht Die Schaltungen 31,12,13, 30a, 30ö, 32, 16a, 166 sind Flip-Flop-Schaltungen des D-Typs. Die Schaltungen 21 bis 28 aus Fig.4C und F i g. 4D sind dieselben wie im Falle von F i g. 1.

In F i g. 4C ist veranschaulicht, daß jede Zeichenfolge in einem dem Empfängerabschnitt 2 übermittelten Signalzug durch vier Bits T\ bis T\ gebildet wird. Mit 33 ist in Fig.4C eine in Fig. 1 nicht näher dargestellte Verzögerungsschaltung zur Zeiteinstellung dieser Bits bezeichnet Jede Ausgangszeichenfolge aus vier Bits aus der Verzögerungsschaltung 33 wird in der dritten und vierten Verzögerungsschaltung 21 bzw. 22 um eine Abtastperiode verzögert und sodann dem Signaldetektor 25 für das spezifizierte Mustersignal zugeführt Der zweite Signalhalter 24 hält eine Zeichenfolge aus vier Bits aus der Verzögerungsschaltung 33 und ein Ausgangssignal aus der dritten Verzögerungsschaltung 21. Ein Ausgang der vierten Verzögerungsschaltung 22 wird der Additionsschaltung 23 über den D-D-Umwandler 28 zugeführt Das erste Kontrollsignal CS₂ (vgl. Fig. 1) aus dem Signaldetektor 25 wird über eine Torschaltung 25-1 an den zweiten Signalhalter 24 angelegt Das zweite Kontrollsignal CS₃ (Fig. 1) aus

dem Detektor 25 wird über eine Torschaltung 25-2 an den Umschaltkreis 26 angelegt. Ein Ausgang aus dem Umschaltkreis 26 liegt an der Steuerschaltung 27. Ein Bestimmungssignal Se aus sieben Bits D\ bis Dr wird aus der Steuerschaltung 27 gewonnen. Das Bestimmungssignal 5β wird in die Additionsschaltung 23 zurückgeführt. Wenn das zweite Kontrollsignal CS3 (vgl. Fig. 1) dem Umschaltkreis 26 zugeführt wird, so wird ein Ausgangssignal aus dem zweiten Signalhalter 24 der Steuerschaltung 27 zugeführt Ein 7-Bit-Ausgangssignal, welches unterteilt ist in zwei Gruppen aus vier Bits und drei Bits, aus dem zweitenSignalhalter 24 wird der Steuerschaltung 27 zugeführt: Die Schaltungen 24a, 24b,

33,21, 22,23a und 236 sind Flip-Flop-Schaltungen vom D-Typ.

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

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Signalübertragungssystem für differentielle Puls-Codemodulierte (DPCM) Signale mit einer Eingangssignal-Codiereinrichtung zur Abtastung eines Eingangssignals in einer vorbestimmten Zeitspanne und zur Umwandlung der Daten des abgetasteten Signals in einen Bestimmungssignalzug und einen DPCM-Signalzug, wobei jeder Signalzug die Information des Eingangssignals enthält, mit einer Bildungseinrichtung für einen Übertragungssignalzug aus dem DPCM-Signalzug, und mit einer Einrichtung zur Reproduktion des zuvor von der Eingangssignal-Codiereinrichtung erzeugten Bestimmungssignalzuges aus dem empfangenen Übertragungssignalzug, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildungseinrichtung (Ib) für den Übertragungssignalzug eine Einrichtung (14,15,16) aufweist, der der DPCM-Signalzug (Si) und der Bestimmungssignalzug (S*) zugeführt werden und die, wenn eine spezifizierte Anzahl benachbarter Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges die vorbestimmten Inhalte haben, die spezifizierte Anzahl der benachbarten Zeichenfolgen durch ein spezifiziertes Mustersignal (S3) ersetzt, welches weder als ein DPCM-Signal noch als ein Bestimmungssignal (S₄) verwendet wird, und daß die Reproduktionseinrichtung (2) für das Bestimmungssignal das spezifizierte Musterssignal (S3) aus dem empfangenen Übertragungssignalzug (Ss) ermittelt und den zuvor von der Eingangssignal-Codiereinrichtung (la) erzeugten Bestimmungssignalzug aus dem empfangenen Übertragungssignalzug heraus reproduziert, wozu die entsprechenden Positionen der spezifizierten benachbarten Zeichenfolgen durch das übertragene Bestimmungssignal ersetzt und dadurch der zuvor durch die Eingangssignal-Codiereinrichtung erzeugte Bestimmungssignalzug (S*) reproduziert wird.

2. Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung des Übertragungssignalzuges eine erste Verzögerungsschaltung (12) zur Verzögerung des DPCM-Signals für eine Abtastperiode aufweist, weiter eine zweite Verzögerungsschaltung (13) zur Verzögerung des Ausgangssignals aus der ersten Verzögerungsschaltung um eine Abtastperiode aufweist, weiter einen DPCM-Signaldetektor (15) aufweist, dem der von der Eingangssignal-Codiereinrichtung (la) erzeugte DPCM-Signalzug (S2), das Ausgangssignal aus der ersten Verzögerungsschaltung und das Ausgangssignal aus der zweiten Verzögerungsschaltung zugeführt werden und die ein Kontrollsignal (CS\) erzeugt, wenn eine spezifizierte Gruppe von benachbarten Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges die vorbestimmten Inhalte aufweist, weiter einen ersten Signalhalter (16) aufweist, der beim Eingang des Kontrollsignals das Bestimmungssignal (St) aus der Eingangssignal-Codiereinrichtung hält, weiter einen Signalgenerator (17) zur Erzeugung eines spezifizierten Mustersignals (S3) aufweist, und schließlich eine Singaleinfügungsschaltung (14) aufweist, die an die zweite Verzögerungsschaltung, den Signalgenerator zur Erzeugung des Mustersignals und den ersten Signalhalter angeschlossen ist und beim Empfang eines Detektoroder Kontrollsignals aus dem ersten Signaldetektor die benachbarten Zeichenfolgen des DPCM-Signalzuges durch das spezifizierte Mustersignal und das Bestimmungssignal (S*) welches im ersten Signalhalter gehalten ist, ersetzt und den Übertragungssignalzug aussendet

3. Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reproduziereinrichtung für den Bestimmungssignalzug eine dritte Verzögerungsschaltung (21) zur Verzögerung der Zeichenfolgen im Übertragungssignalzug für eine Abtastperiode aufweist, weiter eine vierte Verzögerungsschaltung (22) zur Verzögerung des Ausgangssignals aus der dritten Verzögerungsschaltung um eine Abtastperiode aufweist, weiter einen Signaldetektor (25) für das spezifizierte Mustersignal (S₃) zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Kontrollsignals (CS₂ bzw. CS3) aufweist, wenn im Ausgang der vierten Verzögerungsschaltung das spezifizierte Mustersignal im empfangenen Übertragungssignalzug ermittelt wird, weiter einen zweiten Signalhalter (24) aufweist, der bei Erhalt des ersten Kontrollsignals (CS₂) das Übertragungssignal und das Ausgangssignal aus der dritten Verzögerungsschaltung (21) hält, eine Steuerschaltung (27) zur Sendung des Bestimmungssignalzuges aufweist, weiter eine Additionsschaltung (23) zur Addition des Ausgangssignals aus der vierten Verzögerungsschaltung (22) und des Bestimmungssignals aus der Steuerschaltung aufweist, und schließlich einen Umschaltkreis (26) aufweist, der beim Erhalt des zweiten Kontrollsignals (CS3) ein Ausgangssignal aus dem zweiten Signalhalter der Steuerschaltung zuführt und bei Abwesenheit des zweiten Kontrollsignals (CS₃) einen Ausgang aus der Additionsschaltung der Steuerschaltung zuführt.