DE2645016C3

DE2645016C3 -

Info

Publication number: DE2645016C3
Application number: DE2645016A
Authority: DE
Inventors: Fumio Tokio Kanaya; Hiroshi Tokorozawa Saitama Yasuda
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1975-10-06
Filing date: 1976-10-06
Publication date: 1979-08-02
Also published as: US4047221A; DE2645016B2; DE2645016A1; CA1074015A; JPS5244512A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zwischenbild-Kodiervorrichtung gettiäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei um eine Vorrichtung zum Kodieren des Unterschiedes zwischen zwei benachbarten Einzelbildern, im folgenden Zwischenbild-Kodiervorrichtung genannt, zur Übertragung eines Videosignals in Form eines Digitalsignals, welche die Frequenzbandbreite des Signals durch Verwendung einer hohen Zwischenbild-Korrelation des Signals komprimiert

Das PCM-(Pulskodemodulations-)System ist die einfachste Methode zum Umsetzen eines Videosignals in einen Digitalkode. Es erfordert jedoch eine hohe Bitrate von 64 Mb/s für ein einfarbiges Fernsehsignal von 4 MHz und eine hohe Bitrate oberhalb 80 Mb/s für ein Farbfernsehsignal von 4,2 MHz, was zu hohen Übertragungskosten führt Um dies zu verhindern, ist das DPCM-System (DPCM: Differential Pulse Code Modulation, d.h. Differenz-Pulsekode-Modulation) und das 4A/-System entwickelt worden, bei denen eine Zwischenbild-Korrelation verwendet wird. Deren Bitrate ist jedoch lediglich '/2 so groß wie diejenige des PCM-Systems. Zur weiteren Reduzierung der Bitrate ist noch das Zwischenbild-Kodiersystem verwendet worden, bei dem eine Zwischenbild-Korrelation verwendet wird.

Beim Zwischenbild-Kodiersystem wird lediglich eine Informationsänderung in einem Einzelbild bezüglich dem diesem vorausgehenden Einzelbild übertragen. Da diese Information nicht gleichmäßig auftritt, wird sie erst einmal in einem Pufferspeicher gespeichert und von da mit konstanter Bitrate auf eine Übertragungsleitung gegeben. Im Fall einer raschen Änderung im Einzelbild steigt deshalb die zu übertragende Informationsmenge an, was in einem Überlauf des Pufferspeichers resultiert, so daß die Bildqualität eines reproduzierten Bildes spürbar beeinträchtigt wird. Um das Auftreten des Überlaufs zu verhindern, ist lediglich eine geringe Reduzierung der Bitrate möglich. Andererseits kann ein Pufferspeicher mit ausreichender Kapazität zur Verhinderung eines solchen Überlaufs verwendet werden. Dies wird jedoch im Fall eines Fernsehtelefons nicht bevorzugt, und zwar wegen der zu großen Verzögerung des Bildsignals gegenüber dem Sprachsignal. Im Hinblick darauf ist das sogenannte FRODEC-System vorgeschlagen worden, wie es beispielsweise beschrieben ist im Artikel »Transmitting Television as Clusters of Frame-to-Frame Difference« by |. C. Candy und

anderen im Bell System Technical journal, Band 50, Nr. 6. Gemäß diesem System wird die Differenz zwischen dem Eingangssignal und einem Signal von einem Eiozelbildspeicher, die einen Schwellenwert fibersteigt, kodiert und an den Pufferspeicher geliefert Wenn sich der Pufferspeicher seiner sollen Kapazität nähert, wird der Schwellenwert erhöht, um das dem Pufferspeicher zugeführte Signal zu reduzieren. Mit einem solchen System kann die Bitrate auf etwa ^J/io derjenigen des PCM-Signals reduziert werden. Eine Übertragung selbst mit einer solchen Bitrate ist im Vergleich zur Sprachübertragung noch recht teuer. Eine weitere Reduzierung der Bitrate durch das FRODEC-System kann dadurch erreicht werden, daß der Schwellenwert stark erhöht wird. Dies erhöht jedoch beträchtlich die Erzeugung von Quantisierungsrauschen, was zu einer verschlechterten Bildqualität des reproduzierten Bildes führt

Nach einem älteren Vorschlag, der in 4er DE-AS 24 43 057 beschrieben ist, wird dem Zwischenbildkodierer ein Vorfilter vorgeschaltet, das Tiefpaßcharakter besitzt und in seinen Übertragungseigenschaften mit Hilfe eines dem Belegungsgrad des Pufferspeichers entsprechenden Steuersignals gesteuert wird. Dieses Vorfilter ist durch ein Kammfilter gebildet, dessen Übertragungskennlinie einen Kammabstand besitzt, der größer ist als es der halben Horizontalabtastfrequenz entspricht Damit lassen sich jedoch nur Hochfrequenzkomponenten in einem Einzelbild begrenzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zwischenbild-Kodiervorrichtung verfügbar zu machen, welche die Bitrate ohne wesentliche Verschlechterung der Bildqualität des reproduzierten Bildes weiter zu reduzieren vermag.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Zwischenbild-Kodiervorrichtung gemäß Anspruch 1.

Demgemäß ist bei einer Zwischenbild-Kodiervorrichtung, bei der ein Eingangssignal durch einen Zwischenbild-Kodierer kodiert und der Ausgangskode in einen Pufferspeicher geschrieben und aus diesem mit konstanter Bitrate ausgelesen wird, ein Filter mit variabler Kennlinie vorgesehen, das dem Zwischenbild-Kodierer vorgeschaltet ist, und der Belegungsgrad des Pufferspeichers wird festgestellt, um eine Steuerung der Filterkennlinie des Filters mit variabler Kennlinie -ti entsprechend dem festgestellten Ausgangswert zu erzeugen. Das Filter mit variabler Kennlinie ist vorzugsweise ein Filter mit kammförmiger Frequenzkennlinie, das im wesentlichen die gleiche Periode wie das Eingangssignal hat, d. h. die Einzelbildperiode oder die Zeilenperiode. Die Dämpfung im Unterdrückungsband des Kammfilters wird durch den genannten festgestellten Ausgangswert gesteuert Wenn diese Dämpfung in Annäherung an ein ideales Kammfilter ansteigt, gelangen nämlich nur Frequenzkomponenten, die ganzzahlige Vielfache beispielsweise der Einzelbildperiode sind, durch das Kammfilter, d. h, das Spektrum des vom Filter abgeleiteten Bildes nähen sich dem Frequenzspektrum des Videosignals eines Stehbildes, und die Menge der kodierten Ausgangsinformation des Zwischenbild-Kodierers wird reduziert Ferner wird das Kammfilter so gesteuert, daß Hochfrequenzkomponenten abgeschnitten werden, während seine Kammkennlinie beibehalten wird, und daß die Grenzfrequenz mit einer Erhöhung des Belegungsgrades des Pufferspeichers abgesenkt wird, wodurch die Bewegung eines kleinen Musters in einem Einrclbild verwischt wird, was zur Reduzierung der Menge der kodierten Ausgangsinformation führt Es ist auch möglich, die Steuerung nur der Dämpfung oder des Grenzfrequenz Verhaltens oder die Steuerung beider zu erzielen. Im Fall der Steuerung eines Kodierparameters des Zwischenbild-Kodierers entsprechend dem Belegungsgrad des Pufferspeichers, wie im zuvor beschriebenen FRODEC-System, kann ein Signal zur Steuerung des Kodierparameters als Steuersignal für das Filter mit variabler Kennlinie verwendet werden. Das Filter mit variabler Kennlinie kann auch mit Digitalschaltungen oder Analogschaltungen gebildet werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Darstellung des Prinzips der erfindungsgemäßen Zwischenbild-Kodiervorrichtung,

Fig.2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zwischenbild-Kodiervorrichtung,

Fig.3 eine grafische Darstellung, welche die Frequenzkennlinien eines Filters mit variabler Kennlinie zeigt,

Fig.4 ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Multiplikationsschaltung,

F i g. 5 ein Diagramm zur Darstellung einer Bildelementzuteilung zur Erläuterung der Arbeitsweise eines Digitalfilters,

F i g. 6, 7 und 8 Blockschaltbilder, die je ein Beispiel eines Digitalfilters zeigen,

Fig.9 ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Steuervorrichtung und

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zwischenbild-Kodiervorrichtung.

Eb Eingangsfernsehsignal beispielsweise, das einem Eingangsanschluß 1 zugeführt wird, wird von diesem auf einem A/D-Konverter 2 gegeben, in welchem das Eingangssignal für jedes Bildelement abgetastet und in ein 8-Bit-PCM-Signal umgesetzt wird. Das PCM-Ausgangssignal wird über ein Filter 3 mit variabler Kennlinie, das den Hauptteil der Erfindung bildet, auf einem Zwischenbild-Kodierer 4 gegeben. Im Zwischenbild-Kodierer 4 wird durch eine Differenzschaltung 5 die Differenz gebildet zwischen dem Eingangssignal und einem (später beschriebenen) Lokaldekodierer-Ausgangssignal des entsprechenden Bildelementes des unmittelbar vorausgehenden Einzelbildes, das aus einem Einzelbildspeicher 6 ausgelesen worden ist Das solchermaßen erhaltene Differenzsignal wird einer Schwellenwertschaltung 7 zugeführt, die beim Überschreiten eines gegebenen Schwellenwertes ein Signal erzeugt Das Ausgangssignal der Schwellenwertschaltung 7 wird durch eine Quantisierungskodierschaltung 8 quantisiert, um beispielsweise einen quantisierten 4-Bit-Kode zu erzeugen, der erst einmal in einem Pufferspeicher 9 als Ausgangssignal des Kodierers 4 gespeichert wird. Ein den quantisierten Wert repräsentierendes 9-Bit-PCM-Signal wird von der Quantisierungskodierschaltung 8 auf eine Summierschaltung 10 gegeben und zu dem aus dem Einzelbildspeicher 6 ausgelesenen entsprechenden Bildelement-Ausgangssign·»! addiert, und der addierte Wert, d.h. ein Lokaldekodierersignal, wird in den Einzeibildspeicher 6 geschrieben. Das so in den Ein/elbiidspeicher 6 geschriebene Lokaldekodierersignal wird nach einem Einzelbild aus diesem ausgelesen. Demgemäß wird in den Pufferspeicher 9 in :'.;r kodierten Form lediglich

eine Änderung in einem Einzelbild gegenüber dem vorausgehenden Einzelbild geschrieben. Der solchermaßen in den Pufferspeicher 9 geschriebene Kode wird aus diesem mit gleichförmiger Bitrate auf einen Ausgr.ngsanscliluß 11 ausgelesen.

Nach dem Anlegen eines Signals eines viele Änderungen enthaltenden Einzelbildes erhöht sich die Menge der Ausgangsinformation des Zwischenbild-Kodierers 4, und die im Pufferspeicher 9 zu speichernde Informationsmenge übersteigt dessen volle Kapazität, so daß ein Überlauf verursacht wird. Wenn sich beim genannten FRODEC-System der Pufferspeicher 9 seiner vollen Kapazität nähert, wird der Schwellenwert der Schwellenwertschaltung 7 erhöht, um die Menge der kodierten Ausgangsinformation vom Zwischenbildkodierer 4 zu verringern. Wenn die Bitrate darch dieses System alleine ausreichend reduziert wird, wird die Bildqualität des reproduzierten Bildes beträchtlich verschlechtert

Erfindungsgemäß wird der Belegungsgrad des Pufferspeichers 9 durch eine Steuervorrichtung 13 festgestellt, um die Filterkennlinie des variablen Filters 3 entsprechend dem festgestellten Belegungsgrad zu steuern, wodurch die Menge der kodierten Ausgangsinformation vom Zwischenbildkodierer 4 mit einem Anstieg der im Pufferspeicher 9 gespeicherten Informationsmenge abnimmt Die Steuerung der Filterkennlinie wird bewirkt durch eine Steuerung der Annäherung des Spektrums des Bildausgangssignals des Filters an das Frequenzspektrum eines Stehbildes und/oder eine Steuerung des Abschneidens von Hochfrequenzkomponenten des Spektrums des Bildausgangssignals des Filters.

Fig.2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform, in der Teile, die jenen in F i g. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sind. In der Steuervorrichtung 13 ist beispielsweise ein umkehrbarer Zähler 14 vorgesehen, der bei jeder Eingabe eines Bits in den Pufferspeicher 9 vorwärts zählt und bei jeder Ausgabe eines Bits aus dem Pufferspeicher rückwärts zählt Demzufolge zeigt der Zählwert des Zählers 14 die im Pufferspeicher 9 gespeicherte Informationsmenge an. Wenn die Gesamtkapazität des Pufferspeichers 9 als K angenommen wird, wird durch Detektoren 15,16 und 17 festgestellt daß der Zählwert des Zählers 14 beispielsweise 0 bis K/3, K/3 bis 2 K/3 bzw. 2 K/3 bis K ist

Das Filter 3 mit variabler Kennlinie ist als digitales Kammfilter gezeigt In einer Differenzschaltung wird die Differenz festgestellt zwischen dem Ausgangssignal des A/D-Konverters 2 und einem Signal des entsprechenden Bildelements des vorausgehenden Einzelbildes, das von einer Verzögerungsschaltung mit einer Verzögerungszeit gleich der Einzelbildperiode des Eingangssignals ausgelesen wird, beispielsweise aus einem Einzelbildspeicher 21. Das resultierende Differenzsignal, d. h. eine Änderung in dem Einzelbild, wird einem digital variablen Dämpfungsglied 22 zugeführt Das Dämpfungsglied 22 umfaßt beispielsweise Multiplikationsschaltungen 24, 25 und 26, in denen das Ausgangssignal der Differenzschaltung 20 mit k\, A₂ bzw. Jt₃ multipliziert wird. Diese Koeffizienten werden so ausgewählt, daß ki>k₂>k₃ ist Den Multiplikationsschaltungen 24, 25 und 26 werden die Ausgangssignale der Detektoren 15, 16 bzw. 17 zugeführt Das Ausgangssigna] lediglich einer der Multiplikationsschaltungen, der das Ausgangssignal von einem der Detektoren zugeführt wird, wird als das Ausgangssignal des Dämpfungsgliedes 22 über eine ODER-Schaltung 27 gegeben. Folglich wird im Dämpfungsglied 22 das Differenzsignal k\-, Jt₂- bzw. k_rma\ gedämpft für den Fall, daß der Belegungsgrad des Pufferspeichers im <> Bereich von 0 bis K/3, K/3 bis 2 K/3 bzw. 2 K/3 bis K liegt

Das Ausgangssignal des Dämpfungsgliedes 22 wird auf ein Digitalfilter 30 mit variabler hochfrequenter Grenzfrequenz gegeben. Im Filter 30 wird das

in Ausgangssignal des Dämpfungsgliedes 22 auf Digitalfilter 31, 32 und 33 geführt, deren Grenzfrequenzen so gewählt sind, daß sie der Reihe nach abnehmen. Die Filter 31, 32 und 33 werden durch die Ausgangssignale der Detektoren 15, 16 bzw. 17 gesteuert, und lediglich das Ausgangssignal des mit dem Steuervorrichtungsausgangssignal gespeisten Filters wird als Ausgangssignal des variablen Filters 30 über eine ODER-Schaltung 34 auf eine Summierschaltung 35 gegeben. In der Summierschaltung 35 wird das Ausgangssignal des Digitalfilters 30 zum entsprechenden Signal des vorausgehenden Einzelbildes, das aus dem Einzelbildspeicher 21 ausgelesen worden ist, addiert Das addierte Ausgangssignal wird als Ausgangssignal des Filters 3 an den Zwischenbildkodierer 4 geliefert und gleichzeitig dem Einzelbildspeicher 21 zugeführt, aus dem es nach einem Einzelbild ausgelesen wird.

Das Filter 3 weist eine Kamm-Frequenzkennlinie mit einer Periode auf, die gleich der Einzelbildperiode Tf des Eingangssignals ist Unter der Annahme, daß die Grenzfrequenz des Filters 30 unendlich ist, d. Il, daß das Ausgangssignal des Dämpfungsgliedes 22 direkt auf die Summierschaltung 35 gegeben wird, werden diejenigen Bänder, die ganzzahlige Vielfache von MTf sind, zu Durchlaßbändern, und die Zwischenbänder sind Unterdrückungsbänder, und die Dämpfung wird durch die Auswahl der Multiplikationsschaltungen 24, 25 und 26 variiert Wenn das Filter 30 zwischengeschaltet ist, werden die Hochfrequenzkomponenten im Unterdrükkungs- oder Sperrband der Kammfilterkennlinie abgeschnitten.

Fig. 3 zeigt Frequenz-Kennlinienbeispiele des Filters 3 mit variabler Kennlinie, wobei die Abszisse die Frequenz und die Ordinate die Dämpfung repräsentiert In F i g. 3 zeigt Kurve 41 den Fall, daß das Ausgangssignal der Multiplikationsschaltung 24 über das Filter 31 auf die Summierschaltung gegeben wird. Kurve 42 zeigt den Fall, in welchem die Ausgangssignale der Multiplikationsschaltung 25 und des Filters 32 ausgewählt werden, und da in diesem Fall die Dämpfung im

so Sperrband der Kammkennlinie zunimmt, wird die höhere Grenzfrequenz niedriger. Kurve 43 zeigt den Fall, in welchem die Multiplikationsschaltung 26 und das Filter 33 ausgewählt sind, und in diesem Fall erhöht sich die Dämpfung im Sperrband der Kammkennlinie noch mehr, und die höhere Grenzfrequenz wird noch niedriger, wie es gezeigt ist

Die Multiplikationsschaltung 24 ist beispielsweise gemäß Fig.4 aufgebaut Das Ausgangssignal der Differenzschaltung 20 wird auf eine digitale Multipliziereinrichtung 24a gegeben und mit einer digitalen Größe &i multipliziert, die in einer Einstellschaltung 24fc eingestellt ist und wenn ein Gatter 24c durch das Ausgangssignal des Detektors 15 geöffnet ist, wird das Ausgangssignal der Multipliziereinrichtung 24a über das Gatter 24c auf die ODER-Schaltung 27 gegeben. Die anderen Multiplikationsschaltungen 25 und 26 können in der gleichen Form aufgebaut sein.
Jedes der Digitalfilter, die im Digitalfilter 30 mit

variabler hochfrequenter Grenzfrequenz verwendet werden, dient dazu, das Bildelement des Eingangssignals und Signale benachbarter Bildelemente zu mitteln, und wenn die Grenzfrequenz niedriger wird, wird die Anzahl der gemittelten Bildelemente erhöht. In Fig.5, das die Bildelementzuordnung eines Teils eines Einzelbildes zeigt, ist dasjenige Bildelement des Kodes, das momentan aus der Differenzschaltung 20 ausgegeben wird, durch X\ angedeutet; zwei vorausgehende und zwei nachfolgende Bildelemente auf derselben horizontalen Abtastlinie wie das Bildelement X\ sind durch Ki, Y₅ bzw. Y₃, Y₇ bezeichnet; und die entsprechenden Bildelemente auf zwei vorausgehenden und zwei nachfolgenden horizontalen Abtastlinien sind durch Y2, Y₆ bzw. V₄, V₈ gekennzeichnet. Das Filter 3! führt folgende Operation durch:

Dadurch werden die Bildelemente in einem Bereich 51 in Fig.5 gemittelt Das Filter 32 führt folgende Operation aus:

4A-, + Υ,+ Y₂ + Y₃+ Y₄

Dadurch werden die Bildelemente in einem Bereich 52 gemittelt. Und das Filter 33 führt folgende Operation

12X₁+4 Y₁

4 Y₃+4V₄+ Y₅+ Y_h+ Y₇+ Y₈

Dadurch werden die Bildelemente in einem Bereich 53 gemittelt.

Im Filter 31, wie es beispielsweise in F i g. 5 gezeigt ist, wird das Ausgangssignal des variablen Dämpfungsgliedes 22 auf eine Summierschaltung 44 direkt und gleichzeitig über eine Serienschaltung aus Verzögerungsschaltungen 45 und 46 mit einer Vergrößerungszeit von einer Bildelementperiode gegeben. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 45 wird durch eine Schaltung 47 verdoppelt und dann auf die Summierschaltung 44 gegeben. Das Ausgangssignal der Summierschaltung 44 wird in einer Dividierschaltung 48 durch vier geteilt und dann auf ein Gatter 49 geführt, das durch das Ausgangssignal des Detektors 15 gesteuert wird. Wenn das Signal des Bildelementes X\ auf der Ausgangsseite der Verzögerungsschaltung 45 erhalten wird, werden die Signale der Bildelemente Yi und I3 auf der Ausgangsseite der Verzögerungsschaltung 46 bzw. auf der Eingangsseite der Verzögerungsschaltung 45 erhalten, und das Ausgangssignal der Dividierschaltung 48 wird zu einem gemittelten Ausgangssignal des Bereichs 51 in F ig. 5.

Das Filter 32 ist gemäß Fig.7 aufgebaut Das Ausgangssignal des variablen Dämpfungsgliedes wird einer Summierschaltung 54 direkt und gleichzeitig fiber eine Serienschaltung aus Verzögerungsschaltungen 55, 56, 57 und 58 zugeführt Der Summierschaltung 54 werden ferner die Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen 55 und 57 zugeführt und außerdem das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 56, das durch eine Schaltung 59 mit vier multipliziert ist Das Ausgangssignal der Summierschaltung 54 wird in einer Dividierschaltung 61 durch acht dividiert und dann auf ein Gatter 62 geführt, das durch das Ausgangssignal des Detektors 16 gesteuert ist Für den Betrag der Verzögerung einer jeden der Verzögerungsschaltungen

55 und 58 ist ein solcher Wert gewählt, daß eine Bildelementperiode von einer Zeilenperiode des Eingangssignais subtrahiert wird. Als Betrag der Verzögerung jeder der Verzögerungsschaltungen 56 und 57 ist eine Bildelementperiode des Eingangssignals gewählt. Wenn das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung

56 X\ ist, sind die Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen 57, 58 und 55 Yi, Y₂ und Y₃ und das s Eingangssignal der Verzögerungsschaltung 55 ist Yt und das gemittelte Ausgangssignal des Bereichs 52 in F i g. 5 wird am Ausgang der Dividierschaltung 61 erhalten.

Das Filter 33 ist gemäß Fig.8 aufgebaut Das Ausgangssignal des Dämpfungsgliedes 22 wird einer Summierschaltung 63 und einer Serienschaltung aus Verzögerungsschaltungen 64 bis 71 zugeführt Die Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen 64, 69 und 71 werden so wie sie sind zur Summierschaltung 63 gegeben. Die Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen 64, 66, 68 und 70 werden jedoch durch Schaltungen 72, 73, 74 bzw. 75 je mit vier multipliziert und dann auf die Summierschaltung 63 gegeben. Ferner wird das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 67 durch eine Schaltung 76 mit 12 multipliziert und dann auf die Summierschaltung 63 gegeben. Das Ausgangssignal der Summierschaltung 63 wird in einer Dividierschaltung 77 durch 32 geteilt, und das dividierte Ausgangssignal wird auf ein Gatter 78 gegeben. Das Gatter 78 steht unter der Steuerung des Ausgangssignals des Detektors 17. Die Beträge der Verzögerung der Verzögerungsschaltungen 64 und 71 sind je so gewählt, daß zwei Bildelementperioden von einer Zeilenperiode subtrahiert werden; und die Beträge der Verzögerung der Verzögerungsschaltungen 66, 67, 68 und 69 sind je als eine Bildelementperiode gewählt Wenn das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 67 X\ ist, sind die Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen 64,65,66,68,69,70 und 71 V₄, Yj, Y₃, Yu Ys, Y₂ bzw. Ye und das Eingangssignal der Verzögerungsschaltung 64 ist Y₈, und das Ausgangssignal der Dividierschaltung 77 ist ein gemitteltes Ausgangssignal des Bereichs 53 in F i g. 5.

Im Fall gleichzeitiger Steuerung des Dämpfungsgliedes 22 und des Filters 30 durch die Detektoren 15,16 und 17 ist es auch möglich, die Ausgangssignale von den digitalen Multiplikationsschaltungen 24, 25 und 26 in F i g. 2 direkt auf die Filter 31,32 bzw. 33 zu geben, um die Gatter 49,62 und 78 in den F i g. 6 bis 8 zu steuern, wobei jene Gatter der Digital-Multipliziereinrichtungen, die dem in Fig.4 gezeigten Gatter 24c entsprechen, weggelassen sind.

Es wird wieder F i g. 2 betrachtet Der Belegungsgrad des Pufferspeichers 9 wird durch irgendeinen der Detektoren 15,16 und 17 festgestellt Das Dämpfungsglied 22 und das Filter 33 werden durch das Detektorausgangssignal gesteuert, und das Filter 3 weist eine der Kennlinien auf, die in Fig.3 durch die Kurven 41, 42 und 43 dargestellt sind. Es ändert sich, wenn die im Pufferspeicher 9 gespeicherte Informationsmenge zunimmt Das heißt, wenn eine Annäherung an das Frequenzspektrum eines Stehbildes erreicht wird, werden die höherfrequenten Komponenten eliminiert, so daß die Menge der kodierten Ausgangsin-

formation des Zwischenbild-Kodierers 4 abnimmt Als Folge davon besteht keine Wahrscheinlichkeit, daß ein Überlauf des Pufferspeichers 9 auftritt Dies dient nicht zur Steuerung des kodierenden Parameters des Kodierers 4. Wie zuvor beschrieben, dient die Steuerung durch das Dämpfungsglied 22 dazu, das Ausgangssignal an das Stehbild anzunähern, mit anderen Worten, diese Steuerung dient dazu, die Änderungen in einem Einzelbild mit vielen Änderungen zu verringern. Sie erzeugt jedoch kein Rauschen, so daß die Bildqualität des reproduzierten Bildes nicht verschlechtert wird. Die Frequenzkennlinie des im Eingangssignal enthaltenen Rauschens ist in Abhängigkeit von der Frequenz flach, und das Rauschen wird durch das Sperrband des Kammfilters unterdrückt, so daß das Rauschen verringert wird, was zu einer verbesserten Bildqualität führt Ferner dient die Steuerung des Filters 30 dazu, die Bewegung eines kleinen Musters im Einzelbild zu entfernen. Da eine solche Bewegung jedoch durch die Natur des visuellen Systems nicht wahrnehmbar ist, wird die Bildqualität nicht so stark verschlechtert Speziell im Fall der Kodierung des Ausgangssignals der Differenzschaltung S durch das DPCM-System im Zwischenbild-Kodierer 4 ist es vorteilhaft daß die Menge der im Ausgangssignal der Differenzschaltung 5 enthaltenen Hochfrequenzkomponenten klein ist

Von diesem Gesichtspunkt her ist die Steuerung des Filters 30 effektiv. Wie aus der vorausgehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist es vorzuziehen, den Belegungsgrad des Pufferspeichers 9 genau festzustellen und das Filter 30 und dann das Dämpfungsglied 22 zu steuern. Es wurde experimentell sichergestellt, daß selbst dann, wenn die Bitrate niedriger als '/so derjenigen beim herkömmlichen PCM-System gemacht wird, und zwar dadurch, daß der Belegungsgrad des Pufferspeichers 9 in 8 Graden festgestellt und lediglich das Dämpfungsglied 22 durch einen von 8 Faktoren 1, 7/8, 6/8 ... 1/8 gesteuert wird, ohne das Filter 30 zu steuern, die Bildqualität wenig verschlechtert wird.

Die Steuervorrichtung 13 kann auch gemäß Fig.9 aufgebaut sein, in welcher der Zählstand des umkehrbaren Zählers 14 verglichen wird mit Einsteuwerten K/3 und 2 K/3 der Schaltungen 83 und 84 in den Vergleichsschaltungen 81 bzw. 82. Wenn der Zählstand größer als die Einstellwerte ist, erzeugen die Vergleiuhsschaltungen je ein Ausgangssignal »1«. Wenn der Zählstand kleiner als K/3 ist, liefert die Vergleichsschaltung 81 ein Ausgangssignal »0«, das durch einen Inverter 85 invertiert wird, um ein Signal zur Auswahl der Multiplikationsschaltung 24 und des Filters 31 in F i g. 2 zu erzeugen. Für den Fall, daß der Zählstand im Bereich von K/3 bis 2 K/3 hegt, werden das Ausgangssignal »1« von der Vergleichsschaltung 81 und ein Ausgangssignal »0« von der Vergleichsschaltung 82, das von einem Inverter 86 invertiert wird, miteinander einer UND-Verknüpfung in einer Schaltung 87 unterzogen, deren Ausgangssignal die Multiplikationsschaltung 25 und das Filter 32 auswählt Wenn der Zählwert des umkehrbaren Zählers größer als 2 K/3 ist, erzeugt die Vergleichsschaltung 82 ein Ausgangssignal »1«, durch welches die Multiplikationsschaltung 26 und das Filter 33 gewählt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Schwellenwertsteuersignal für die Schwellenwertschaltung 7 des Zwischenbild-Kodierers 4 im genannten FRODEC-System durch das Ausgangssignal der Steuervorrichtung 13 erzeugt. Anstelle der Steuerung des Schwellenwertes der Schwellenwertschaltung 7 ist es auch möglich, auf der Ausgangsseite der Differenzschaltung 5 ein variables Dämpfungsglied einzufügen und dessen Dämpfung zu steuern.

ίο Im vorausgehenden ist das Filter 3 mit variabler Kennlinie als ein Digitalfilter beschrieben worden. Es kann jedoch auch ein Analogfilter sein, und dem A/D-Konverter 2 in Fig.2 vorgeschaltet sein. Wie beispielsweise Fig. 10 zeigt wird die Differenz zwischen einem Eingangssignal des Analogfilters 3 mit variabler Kennlinie und dem Ausgangssignal der Verzögeningsschaltung 89 mit einer Verzögerungszeit gleich einer Einzelbildperiode durch eine Analogdifferenzschaltung 88 festgestellt, und das Differenzaus-

-0 gangssignal wird auf ein Analog-Dämpfungsglied 22 gegeben. Das heißt, das Ausgangssignal der Differenzschaltung 88 wird über einen Eingangswiderstand 9¹I auf einen Verstärker 92 gegeben. Zwischen Eingang und Ausgang des Verstärkers 92 sind negative Rücklcopplungsschaltungen parallel geschaltet, die aus einem Widerstand 93 und einem Gatter 94, einem Widerstand 95 und einem Gatter 96 bzw. einem Widerstand 97 und einem Gatter 98 bestehen. Die Gatter 94, 96 und 38 werden durch die Ausgangssignale der Detektoren 15, 16 bzw.17 gesteuert wodurch die Verhältnisse zwischen dem Widerstandswert des Eingangswiderstandes 91 und den Widerstandswerten der Widerstände 93, 95 und 97 beispielsweise Αϊ = 7/3, fo=4/8 bzw. fe=l/8 gemacht werden. Das Ausgangssignal des Verstärkers 92 wird in einer Analogsummierschaltung 99 zum Ausgangssignal einer Verzögerungsschaltung 89 addiert, und die Summe wird der Verzögerungsschaltung 89 und dem A/D-Konverter zugeführt Es ist leicht ersichtlich, daß das Filter 3 auch in diesem Fall die Kammfrequenzkennlinie aufweist und daß seine Dämpfung entsprechend dem Belegungsgrad des Pufferspeichers 9 gesteuert wird. Für den Fall, daß das in Fig.2 gezeigte Filter 30 mit variabler hochfrequenter Grenzfrequenz mit einem Analogfilter gebildet ist, reicht es aus, lediglich die Verzögerungsschaltungen, die Multiplikationsschaltungen, die Dividierschaltungen und die Summierschaltungen in den F i g. 6 bis 9 in Form analoger Schaltungen aufzubauen.
Wenn auch die vorausgehende Beschreibung im Hinblick auf den Fall gegeben worden ist daß ein Kaminfilter mit einer Periode gleich der Einzelbildperiode eines Eingangssignals als Filter 3 mit variabler Kennlinie verwendet wird, ist es auch möglich, ein Kammfilter mit einer Periode gleich der Zeilenperiode des Eingangssignals zu verwenden, und in diesem Fall wird der Betrag der Verzögerung einer jeden der Verzögerungsschaltungen 21 und 89 als eine Zeilenperiode gewählt Ferner ist es auch möglich, die Positionen des vanablen Dämpfungsgliedes 22 und des Filters 30 variabler hochfrequenter Grenzfrequenz miteinander zu vertauschen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zwischenbild-Kodiervorrichtung, bei der ein Fernseheingangssignal durch einen Zwischenbild-Kodierer kodiert und das kodierte Ausgangssignal in einen Pufferspeicher geschrieben und aus diesem mit konstanter Bit-Rate ausgelesen wird, mit einem dem Zwischenbild-Kodierer vorgeschalteten Kammfilter, dessen Übertragungskennlinie mit Hilfe eines dem Belegungsgrad des Pufferspeichers entsprechenden Steuersignals einer Steuervorrichtung steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammperiode der Übertragungskennlinie des Kammfilters (3) im wesentlichen gleich der Einzelbildperiode (Tf) des Fernseheingangssignals ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammfilter (3) eine Verzögerungsschaltung (21) mit einer Verzögerungszeit gleich der Einzelbildperiode des Fernseheingangssignals umfaßt sowie eine Differenzschaltung (20) zum Erhalt der Differenz zwischen dem Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung (21) und dem Eingangssignal, ferner ein variables Dämpfungsglied (22), das mit dem Ausgang der Differenzschaltung (20) verbunden ist und durch das Steuersignal gesteuert wird, und eine Summierschaltung (35) zum Erhalt der Summe aus dem gedämpften Ausgangssignal des variablen Dämpfungsgliedes (22) und dem Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung (21), um ein gefiltertes Ausgangssignal zu erzeugen und gleichzeitig die Summe auf die Vcrzögerungsschaltung (21) zu liefern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammfilter (3) eine Verzögerungsschaltung (21) mit einer Verzögerungszeit gleich der Einzelbildperiode des Fernsehcingangssignals aufweist sowie eine Differenzschaltung (20) zum Erhalt der Differenz zwischen dem Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung und dem Eingangssignal, ferner ein mit der Ausgangsseite der Differenzschaltung verbundenes Filter (30) mit variabler Grenzfrequenz, dessen hochfrequentes Grenzfrequenzverhalten durch das Steuersignal gesteuert wird, und eine Summierschaltung (35) zum Erhalt der Summe aus dem Ausgangssignal des Filters mit variabler Grenzfrequenz und dem Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung, um ein Ausgangssignal des Kammfilters zu erzeugen und gleichzeitig die Summe auf die Verzögerungsschaltung zu geben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammfilter (3) eine Verzögerungsschaltung (21) mit einer Verzögerungszeit gleich der Einzelbildperiode des Fernseheingangssignals aufweist sowie eine Differenzschaltung (20) zum Erhalt der Differenz zwischen dem Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung und dem Eingangssignal, ferner eine Kaskadenverbindung eines durcii das Steuersignal gesteuerten variablen Dämpfungsglie- t>o des (22) und eines Filters (30) mit variabler Grenzfrequenz, dessen hochfrequentes Grenzfrequenzverhalten durch das Steuersignal gesteuert wird, wobei der Kaskadenverbindung das Ausgangssignal der Differenzschaltung (20) zugeführt wird, und eine Summierschaltung (35) zum Erhalt der Summe aus dem Ausgangssignal der Kaskadenverbindung und dem Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung, um ein Ausgangssignal des Kammfilters zu erzeugen und gleichzeitig die Summe auf die Verzögerungsschaltung zu geben.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kammfilter (3) um eine Digitalschaltung handelt

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kammfilter (3) um eine Analogschaltung handelt

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kodierungsparameter des Kodieres (4) entsprechend dem Belegungsgrad des Pufferspeichers (9) gesteuert ist, um dessen Überlauf zu verhindern, und daß die Steuervorrichtung (13) außerdem die Funktion einer Schaltung zur Erzeugung eines Steursignals zur Steuerung des Kodierungsparameters durchführt