3.6. Методы сокращения полосы частот факсимильного сигнала. Алгоритм кодирования длин серий

      При переходе к цифровому факсимильному сигналу увеличивается полоса частот сигнала, а, следовательно, потребуется более широкий канал связи для передачи сигнала в цифровом виде по сравнению с передачей аналогового сигнала. Поэтому весьма остро ставится вопрос о сокращении полосы частот факсимильного сигнала.

      Методы сокращения полосы частот факсимильного сигнала основаны на учете избыточности изображения. Как полутоновые, так и двухградационные черно-белые изображения имеют большую статистическую избыточность.

      Имеется ряд статистических моделей двухградационного изображения. Так, при электрооптическом анализе двухградационного изображения после соответствующей обработки сигнала, образующегося на выходе фотоэлектрического преобразователя, получается сигнал в виде случайной последовательности единиц и нулей, причем единицы и нули группируются. Если принять сигнал, соответствующий "черному" за "1", а сигнал, соответствующий "белому" за "0", то получатся пачки (серии) единиц и нулей. Статистика появления серий единиц и нулей обуславливается правилами формирования знаков (букв, цифр). При разбиении изображения на элементарные площадки (элементы изображения) число их достаточно велико. Если же элементами изображения считать серии черно-белых отрезков изображения вдоль строки, то объём передаваемых сообщений уменьшится. Модель двухградационного изображения в виде серий является основой для разработки методов эффективного кодирования.

Алгоритм кодирования длин серий.

      При кодировании по этому методу двухуровневый факсимильный сигнал от каждой строки развертки разбивается на отдельные элементы - дискретизируется. Элементам белого приписывается значение логического нуля, а черного единицы. При этом учитывается, что, как правило, в среднем длины черных участков изображения много короче белых. Длины белых участков кодируются, например, шестиэлементными кодовыми комбинациями (до 63 элементов сигнала), а отрезки черного - трехэлементными (до семи элементов сигнала). Кодирование строки всегда начинается с белого; для определения начала строки передается служебная комбинация из девяти нулей. При кодировании белого различают отрезки; меньше 63 элементов изображения; больше, но не кратные 63 элементам; равные или кратные 63 элементам. В первом случае отрезки кодируются шестиэлементными кодовыми комбинациями. Во втором случае длина отрезка кодируется несколькими шестиэлементными комбинациями, причем все они, кроме последней, состоят из одних единиц. В третьем случае длина отрезка кодируется одной или несколькими шестиэлементными комбинациями, состоящими из одних единиц, и для определения окончания белого передастся служебная кодовая комбинация из шести нулей.

      При кодировании черного различают отрезки; меньше 7 элементов изображения; больше, но не кратные 7 элементам; равные или кратные 7 элементам. Они кодируются так же, как и отрезки белого, но при этом используются не шести, а трехэлементные кодовые комбинации.

      Для оценки методов сжатия используется коэффициент сжатия, который определяется по формуле:

K = N / Nсж

      где N - число элементов на изображении, Nсж - число двоичных разрядов для представления сжатого изображения (с учетом служебных кодовых комбинаций).

      Метод КДС обладает низкой помехоустойчивостью. Неверно принятый код длины серии приводит к так называемому "треку ошибок", поскольку декодер воспроизведет серию не той длины. Таким образом, даже одиночная ошибка за счет помехи в канале приводит к "разрушению" строки.