DE102004042166A1

DE102004042166A1 - Bildverarbeitungseinrichtung und entsprechendes Betriebsverfahren

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Publication number: DE102004042166A1
Application number: DE102004042166A
Authority: DE
Inventors: Hans-Günther NUSSECK; Heinrich H. Prof. Dr. Bülthoff
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-16
Also published as: WO2006024646A1; EP1784975A1; US8045052B2; US20090040394A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bildverarbeitungseinrichtung (1) mit mehreren Videoeingängen (2-9) zur Aufnahme jeweils eines Videoeingangssignals, mindestens einem Videoausgang (23-26) zur Ausgabe eines Videoaugangssignals sowie mit einem Kombinierer (22) zur Kombinierung der verschiedenen Videoeingangssignale zu dem Videoausgangssignal. Es wird vorgeschlagen, dass die Videoeingangssignale unsynchronisiert sind und den Videoeingängen (2-9) jeweils Synchronisierer (14-21) nachgeschaltet sind, welche die unsynchronisierten Videoeingangssignale synchronisieren. Weiterhin umfasst die Erfindung ein entsprechendes Betriebsverfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildverarbeitungseinrichtung und ein entsprechendes Betriebsverfahren gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche.

In Videosystemen und digitalen Grafiksystemen müssen oftmals verschiedene Grafiksignale miteinander zu einem einzigen Grafiksignal kombiniert werden. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein Objekt vor einem sogenannten Blue-Screen aufgenommen wurde und anschließend in ein Hintergrundbild eingeblendet werden soll, das getrennt aufgenommen wurde und als separates Grafiksignal zur Verfügung steht.

Darüber hinaus ist es bekannt, bei der Kombinierung mehrerer unterschiedlicher Grafiksignale eine Geometriekorrektur vorzunehmen. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn das kombinierte Grafiksignal auf eine gekrümmte Projektionsfläche projiziert wird. Zur Vermeidung eines verzerrten Bildeindrucks können die zu kombinierenden Grafiksignale dann verzerrt werden, um die Krümmung der Projektionsfläche auszugleichen.

Nachteilig an den bekannten Grafiksystemen zur Kombination verschiedener Grafiksignale ist jedoch die Tatsache, dass diese eingangsseitig synchronisierte Grafiksignale verlangen. In der Praxis sind die miteinander zu kombinierenden Grafiksignale jedoch oftmals asynchron, was die Kombinierung mit den bekannten Grafiksystemen erschwert oder speziell synchronisierte Grafiksysteme nötig macht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Bildverarbeitungseinrichtung und ein entsprechendes Betriebsverfahren zu schaffen, das auch die Kombinierung unsynchronisierter Videoeingangssignale ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der nebengeordneten Ansprüche gelöst.

Die Erfindung umfasst eine Bildverarbeitungseinrichtung mit mehreren Videoeingängen zur Aufnahme jeweils eines Videoeingangssignals, wobei die einzelnen Videoeingangssignale in der Regel jeweils ein Bild bzw. eine Bildfolge wiedergeben.

Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Videoeingängen beschränkt, jedoch weist die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung vorzugsweise acht Videoeingänge auf, so dass insgesamt acht unterschiedliche Videoeingangssignale aufgenommen werden können. Die Erfindung ist jedoch auch mit einer anderen Anzahl von Videoeingängen realisierbar, beispielsweise mit zwei, vier, sechs oder mehr Videoeingängen.

Weiterhin weist die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung vorzugsweise mindestens einen Videoausgang zur Ausgabe eines Videoausgangssignals auf, wobei das Videoausgangssignal in der Regel ein Bild bzw. eine Bildfolge wiedergibt.

Die Erfindung ist auch hinsichtlich der Anzahl der Videoausgänge nicht auf einen einzigen Videoausgang beschränkt. Vielmehr besteht auch die Möglichkeit, mehrere Videoausgänge vorzusehen, um entsprechend viele Videoausgangssignale auszugeben. Die einzelnen Videoausgangssignale können hierbei unterschiedliche Bilder bzw. Bildfolgen wiedergeben. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass die verschiedenen Videoausgänge Videoaingangssignale in unterschiedlichen Datenformaten ausgeben, wobei die verschiedenen Videoausgangssignale dann dasselbe Bild bzw. dieselbe Bildfolge wiedergeben können. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass ein Videoausgang ein digitales Videoausgangssignal ausgibt, wohingegen ein anderer Videoausgang der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung ein analoges Videoausgangssignal ausgibt.

Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung vorzugsweise einen Kombinierer auf, um die verschiedenen Videoeingangssignale miteinander zu dem Videoausgangssignal bzw. zu den einzelnen Videoausgangssignalen zu kombinieren.

Die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung ermöglicht hierbei die Aufnahme unsynchronisierter Videoeingangssignale, so dass den einzelnen Videoeingängen jeweils ein Synchronisierer nachgeschaltet ist, der die unsynchronisierten Videoeingangssignale für die nachfolgende Kombinierung synchronisiert.

Der Kombinierer der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung weist vorzugsweise ein programmierbares oder konfigurierbares Schaltnetz auf, das die verschiedenen Videoeingangssignale entsprechend einer vorgegebenen, vorzugsweise variablen Programmierung miteinander zu dem Videoausgangssignal kombiniert und über eine serielle und/oder parallele Programmierschnittstelle programmierbar bzw. konfigurierbar ist. Die Kombinierung der verschiedenen Videoeingangssignale kann also auf Pixelebene durch eine entsprechende Programmierung des programmierbaren Schaltnetzes eingestellt werden, so dass beliebige Kombinationen der eingangsseitig aufgenommenen Videoeingangssignale möglich sind.

Vorzugsweise weist das programmierbare Schaltnetz zur Kombinierung der verschiedenen Videoeingangssignale ein FPGA (Field Programmable Gate Array) auf, jedoch besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, dass der Kombinierer in der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung ein PLD (Programmable Logic Device) oder ein PAL (Programmable Array Logic) aufweist. Beispielsweise kann als Kombinierer ein FPGA eingesetzt werden, der von der Firma XILINIX erhältlich ist, jedoch ist die Erfindung hinsichtlich des Kombinierers nicht auf diesen FPGA-Typ beschränkt. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Verwendung von FPGAs der Typen Virtex-II Pro X oder Virtex-IV der Firma XILINX.

Vorzugsweise ist der Kombinierer der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung mit einem Schreib-Lese-Speicher verbunden, dessen Inhalt die Kombinierung der Videoeingangssignale festlegt. Dabei kann es sich beispielsweise um ein DDR-RAM handeln, das beispielsweise eine Speicherkapazität von 128 MBit aufweisen kann.

Darüber hinaus besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass der Kombinierer mit einem Festwertspeicher verbunden ist, der eine Startkonfiguration für den Kombinierer enthält, wobei die Startkombination beim Einschalten in den Kombinierer geladen wird. Bei diesem Festwertspeicher kann es sich beispielsweise um ein JTAG-Flash-Memory handeln, jedoch ist die Erfindung hinsichtlich des Speichertyps für den Festwertspeicher zur Speicherung der Startkonfiguration nicht auf diesen Speichertyp beschränkt.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Bildverarbeitungseinrichtung mindestens einen Signalverteiler auf, der eingangsseitig mit mindestens einem der Videoeingänge und ausgangsseitig mit mindestens zweien der Synchronisierer verbunden ist, wobei der Signalverteiler das eingangsseitig anliegende Videoeingangssignal auf die ausgangsseitig an den Signalverteiler angeschlossenen Synchronisierer verteilt. Diese Verteilung eines Videoeingangssignals auf mehrere Synchronisierer kann sinnvoll sein, um Bandbreitenbegrenzungen der Synchronisierer zu umgehen, indem mehrere Synchronisierer gemeinsam ein Videoeingangssignal synchronisieren, wobei die synchronisierten Teilsignale dann von dem Kombinierer wieder entsprechend kombiniert werden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nimmt der Signalverteiler eingangsseitig jeweils ein Videoeingangssignal auf und teilt dies in zwei Teilsignale auf, die von jeweils einem Synchronisierer synchronisiert werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf ein Teilungsverhältnis von 1:2 beschränkt, sondern auch mit anderen Teilungsverhältnissen realisierbar, wie beispielsweise einem Teilungsverhältnis von 1:3, 1:4 oder mehr, falls die Bandbreitenbegrenzung der Synchronisierer und die Bandbreite der Videoeingangssignale dies erforderlich machen.

Vorzugsweise sind die Signalverteiler programmierbar, um in Abhängigkeit von der Programmierung entweder jedes Videoeingangssignal jeweils einem der Synchronisierer zuzuführen oder die einzelnen Videoeingangssignale jeweils auf mehrere der Synchronisierer zu verteilen. Die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung weist in diesem Fall also mindestens zwei Betriebsarten auf, wobei die Signalverteiler in einer Betriebsart inaktiv sind und in einer anderen Betriebsart aktiv geschaltet werden, um die einzelnen Videoeingangssignale jeweils auf mehrere der Synchronisierer zu verteilen.

Vorzugsweise ist den einzelnen Videoeingängen jeweils paarweise ein Signalverteiler nachgeschaltet, wobei die einzelnen Signalverteiler vorzugsweise individuell programmierbar sind. Es besteht dann die Möglichkeit, dass ein Signalverteiler der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung inaktiv geschaltet ist, während ein anderer Signalverteiler der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung aktiv geschaltet ist.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung vorzugsweise einen zentralen Taktgeber aufweist, der ausgangsseitig mit sämtlichen Synchronisierern verbunden ist. Dies ermöglicht es, dass die einzelnen Videoeingangssignale von den einzelnen Synchronisierern unabhängig von ihrer Frequenz und Auflösung synchronisiert werden, so dass diese an den Ausgängen der Synchronisierer pixelgenau synchronisiert zur Verfügung stehen.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung einen externen Synchronisationsanschluss aufweisen, um die Bildverarbeitungseinrichtung mit anderen Bildverarbeitungseinrichtungen zu synchronisieren.

Weiterhin weist die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung vorzugsweise einen Verzerrer oder Entzerrer auf, um die einzelnen Videoeingangssignale vor der Kombinierung zu dem Videoausgangssignal jeweils einzeln zu verzerren bzw. zu entzerren. Vorzugsweise wird der Verzerrer oder Entzerrer durch die einzelnen Synchronisierer gebildet, die also zwei Funktionen haben, nämlich zum einen die Synchronisation der Videoeingangssignale und zum anderen deren Verzerrung bzw. Entzerrung. Dies wird beispielsweise von dem Chiptyp sxT1 der Firma Silicon Optix geleistet, der auch den Beinamen "Reon" hat. Die Erfindung ist hinsichtlich des Synchronisierens je doch nicht auf Chips dieses Typs beschränkt, sondern grundsätzlich auch mit anderen Chiptypen realisierbar. Vorzugsweise sind die Synchronisierer jedoch biofunktional, indem sie neben der Synchronisation der Eingangssignale auch deren Ver- bzw. Entzerrung ermöglichen.

Ferner ist zu erwähnen, dass die einzelnen Synchronisierer vorzugsweise jeweils einen Steuereingang aufweisen, über den ein Bildwechsel triggerbar ist, wobei die Steuereingänge der einzelnen Synchronisierer vorzugsweise gemeinsam mit dem Kombinierer verbunden sind, um ein gemeinsames Triggersignal von dem Kombinierer aufzunehmen. Diese gemeinsame Ansteuerung der einzelnen Synchronisierer durch den Kombinierer ermöglicht einen synchronen Bildwechsel, was in der Regel Voraussetzung für die nachfolgende Kombinierung ist.

Darüber hinaus sind die einzelnen Synchronisierer vorzugsweise über jeweils einen Konfigurationseingang konfigurierbar, wobei die einzelnen Konfigurationseingänge der Synchronisierer über einen Multiplexer mit dem Kombinierer verbunden sind. Der Kombinierer kann hierbei über den Multiplexer sämtliche Synchronisierer ansprechen und konfigurieren.

Ferner ist zu erwähnen, dass die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung vorzugsweise auf einem einzigen Chip oder zumindest einer einzigen Platine integriert ist.

Darüber hinaus kann der Videoausgang der Bildverarbeitungseinrichtung mit einem Bildwiedergabegerät verbunden sein, wie beispielsweise einem Projektor oder einem Monitor.

Ein vorteilhaftes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung besteht in der verteilten Bildberechnung in mehreren Knoten eines Grafik-Clusters, falls die Rechenkapazität der einzelnen Knoten jeweils allein betrachtet nicht ausreicht. Hierbei wird die Bildberechnung in der Form auf mehrere Grafikrechner verteilt, dass jeder nur einen Teil des Bildes bearbeitet. Die Koordination dieser parallelen Bildberechnung kann Beispielweise von einem Steuerrechner übernommen werden. Anschließend werden die von den einzelnen Grafikrechnern bearbeiteten Teilsignale dann den Videoeingängen der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung zugeführt, synchronisiert und anschließend wieder kombiniert.

Darüber hinaus umfasst die Erfindung auch ein Betriebsverfahren für eine erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung, was bereits aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung zur Kombinierung von acht Videoeingangssignalen zu vier Videoausgangssignalen,

2 die Signalverteiler der Bildverarbeitungseinrichtung aus 1,

3 ein detaillierteres Blockschaltbild eines Teils der Bildverarbeitungseinrichtung aus 1,

4 ein erfindungsgemäßes Grafiksystem mit einem Grafik-Cluster zur Parallelverarbeitung von Grafiksignalen sowie

5 ein Grafiksystem zur Projektion von Videosignalen.

Das vereinfachte Blockschaltbild in 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung 1 zur Kombinierung von acht unsynchronisierten Videoeingangssignalen Video In 1, ..., Video In 8 zu vier Videoausgangssignalen Video Out 1, ..., Video Out 4.
Zur Aufnahme der einzelnen unsynchronisierten Videoeingangssignale Video In 1, ..., Video In 8 weist die Bildverarbeitungseinrichtung 1 mehrere digitale Eingangsschnittstellen 2-9 (DVI-D: Digital Video Interface) auf. Hierbei werden die einzelnen Pixelinformationen jeweils in Form eines 8-Bit-Werts übertragen, wobei für jedes Pixel parallel der Bildwert für die Grundfarben Rot, Gelb und Blau übertragen wird.
Die einzelnen Eingangsschnittstellen 2–9 sind ausgangsseitig jeweils paarweise mit mehreren Signalverteilern 10–13 verbunden, deren Aufbau detaillierter in 2 dargestellt ist und noch eingehend beschrieben wird.
Ausgangsseitig sind die einzelnen Signalverteiler 10–13 mit acht Synchronisierern 14–21 verbunden, die von den einzelnen Signalverteilern 10–13 jeweils zwei Videosignale aufnehmen und diese synchronisieren. Bei den Synchronisierern 14–21 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um Chips des Typs sxT1 der Firma Silicon Optix, die auch als "Reon" bezeichnet werden.
Die von den Synchronisierern 14–21 synchronisierten Videosignale werden dann einem Kombinierer 22 zugeführt, wobei es sich um ein FPGA (Field Programmable Gate Array) des Typs Virtex-II der Firma XILINX handelt. Der Kombinierer 22 kombiniert die eingangsseitig aufgenommenen Videosignale entsprechend einer vorgegebenen Programmierung (hier nicht dargestellt) zu den Videoausgangssignalen Video Out 1, ..., Video Out 4 und gibt diese an mehrere Ausgangsschnittstellen 23–26 ab.
Weiterhin weist die Bildverarbeitungseinrichtung 1 eine parallele Schnittstelle 27 und eine serielle Schnittstelle 28 auf, um die Bildverarbeitungseinrichtung 1 zu konfigurieren.
Darüber hinaus weist die Bildverarbeitungseinrichtung 1 einen zentralen Taktgeber 29 auf, der ausgangsseitig mit den Synchronsierern 14–21 verbunden ist. Diese gemeinsame Taktung der einzelnen Synchronisierer 14–21 ermöglicht es, dass die Videoeingangssignale Video In 1, ..., Video In 8 unabhängig von ihrer Frequenz und Auflösung synchronisiert werden, so dass diese an den Ausgängen der Synchronisierer 14–21 pixelgenau synchronisiert zur Verfügung stehen.
Weiterhin ist der Kombinierer 22 über einen Multiplexer 30 mit den einzelnen Synchronisierern 14–21 verbunden, um diese individuell zu konfigurieren.
Weiterhin ist der Kombinierer 22 mit den einzelnen Signalverteilern 10–13 verbunden, um diese zwischen zwei Betriebsarten umschalten zu können. In einer Betriebsart sind die Signalverteiler 10–13 inaktiv, so dass die beiden jeweils eingangsseitig anliegenden Videoeingangssignale auf die zugehörigen Synchronisierer durchgeschaltet werden. In einer anderen Betriebsart sind die Signalverteiler 10–13 dagegen aktiv geschaltet, so dass nur das an einem der beiden Signaleingänge anliegende Videoeingangssignal auf die beiden ausgangsseitig angeschlossenen Synchronisierer verteilt wird. In dieser Be triebsart können auch Videoeingangssignale verarbeitet werden, deren Bandbreite größer ist als die maximale Verarbeitungsbandbreite der Synchronisierer 14–21.
Im Folgenden wird nun der Aufbau und die Funktionsweise des Signalverteilers 10 anhand von 2 näher beschrieben, wobei die anderen Signalverteiler 11–13 entsprechend aufgebaut sind.
Eingangsseitig weist der Signalverteiler 10 zwei TMDS-Empfänger 31, 32 auf, die eingangsseitig mit den beiden Eingangsschnittstellen 2, 3 verbunden sind und ein 48 Bit breites RGB-Signal erzeugen.
Der TMDS-Empfänger 32 in dem einen der beiden parallelen Zweige kann von dem Kombinierer 22 über eine Steuerleitung 33 und einen Inverter 34 inaktiv geschaltet werden, so dass der TMDS-Empfänger 32 kein Videosignal ausgibt.
Zwischen den beiden Signalverarbeitungszweigen ist weiterhin ein Verstärker 35 angeordnet, der das von dem TMDS-Empfänger 31 ausgegebene Videosignal zu dem Synchronisierer 15 des anderen Signalverarbeitungszweigs weiterleiten kann. Der Verstärker 35 kann hierbei von dem Kombinierer 22 über die Steuerleitung 33, den Inverter 34 und einen weiteren Inverter 36 ebenfalls inaktiv geschaltet werden. Durch die beiden Inverter 34, 36 wird also sichergestellt, dass entweder der TMDS-Empfänger 32 oder der Verstärker 35 aktiv geschaltet ist. Dies bedeutet, dass in Abhängigkeit von der Ansteuerung über die Steuerleitung 33 entweder die beiden eingangsseitig aufgenommenen Videoeingangssignale Video In 1, Video In 2 ohne weitere Veränderung an die nachgeordneten Synchronisierer 14, 15 weitergegeben werden oder dass nur das eingangsseitig auf genommene Videoeingangssignal Video In 1 aufgeteilt wird und auf die beiden Synchronisierer 14, 15 verteilt wird.
Diese Aufteilung der eingangsseitig aufgenommenen Videoeingangssignale ermöglicht es, Bandbreitenbegrenzungen der Synchronisierer 14–21 zu umgehen.
Im Folgenden wird nun das detailliertere Ausführungsbeispiel in 3 kurz beschrieben, wobei zur Vereinfachung nur ein Teil der Bildverarbeitungseinrichtung 1 mit den Eingangsschnittstellen 2, 3 dargestellt ist.
Zur Vereinfachung werden hierbei dieselben Bezugszeichen wie in den 1 und 2 verwendet, wobei weitgehend auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
Aus diesem Schaltbild ist weiterhin zu erkennen, dass zu jeder Eingangsschnittstelle 2, 3 jeweils ein DDC-EEPROM 37, 38 gehört, das einen DDC-String bereitstellt.
Darüber hinaus ist jeder der Synchronisierer 14, 15 mit einem Schreib-Lese-Speicher 39, 40 verbunden, in dem die Bilddaten zwischengespeichert werden.
Der Kombinierer 22 ist weiterhin mit einem Speicher 41 verbunden, in dem die Startkonfiguration für den Kombinierer 22 abgelegt wird, wobei die Startkonfiguration beim Einschalten aus dem Speicher 41 in den Kombinierer 22 geladen wird. Bei dem Speicher 41 handelt es sich hierbei um ein JTAG-Flash-Memory.
Im Folgenden wird nun das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Grafiksystems beschrieben.
Hierbei stellt ein Steuerrechner 43 mehrere Videosignale Video 1, ..., Video 4 bereit, die jeweils einem Bildausschnitt entsprechen, wobei die einzelnen Videosignale Video 1, ... Video 4 jeweils einem Grafikrechner 44–47 zugeführt werden. Durch diese Aufteilung des zu verarbeitenden Videosignals auf mehrere Grafikrechner 44–47 kann mit einfachen Grafikrechnern eine hohe Verarbeitungskapazität erreicht werden.
Ausgangsseitig sind die einzelnen Grafikrechner 44–47 mit einer erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung 48 verbunden, welche die unsynchronisierten Ausgangssignale der einzelnen Grafikrechner 44–47 synchronisiert und zusammenführt, so dass am Ausgang der Bildverarbeitungseinrichtung 48 ein kombiniertes Videoausgangssignal Video Out bereitsteht.
Dieses Videoausgangssignal Video Out wird einem Projektor 49 zugeführt, der ein Bild auf eine gekrümmte Projektionsfläche 50 projiziert. Die Krümmung der Projektionsfläche 50 wird hierbei durch eine entsprechend komplementäre Verzerrung in den Synchronisierern der Bildverarbeitungseinrichtung 48 kompensiert, so dass das Bild auf der Projektionsfläche 50 trotz der Krümmung der Projektionsfläche 50 unverzerrt erscheint.
Im Folgenden wird nun das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Grafiksystems beschrieben, bei dem zwei Videoeingangssignale Video In 1, Video In 2 einer erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung 51 zugeführt werden, welche die Videoeingangssignale Video In 1, Video In 2 verzerrt, um die Krümmung einer Projektionsfläche 52 zu kompensieren.
Ausgangsseitig ist die Bildverarbeitungseinrichtung 51 mit zwei Projektoren 53, 54 verbunden, welche die beiden Videoausgangssignale Video Out 1, Video Out 2 auf die Projektionsfläche 52 projizieren.
In einem Überlappungsbereich 55 auf der Projektionsfläche 52 überlappen hierbei die beiden von den Projektoren 53, 54 projizierten Bilder, was ein sogenanntes "Edge Blending" ermöglicht.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.

Claims

Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) mit – mehreren Videoeingängen (2–9) zur Aufnahme jeweils eines Videoeingangssignals, – mindestens einem Videoausgang (23–26) zur Ausgabe eines Videoausgangssignals, – einem Kombinierer (22) zur Kombinierung der verschiedenen Videoeingangssignale zu dem Videoausgangssignal, dadurch gekennzeichnet, dass die Videoeingangssignale unsynchronisiert sind und den Videoeingängen (2–9) jeweils Synchronisierer (14–21) nachgeschaltet sind, welche die unsynchronisierten Videoeingangssignale synchronisieren.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kombinierer (22) ein programmierbares oder konfigurierbares Schaltnetz aufweist, das die Videoeingangssignale entsprechend einer vorgegebenen Programmierung miteinander zu dem Videoausgangssignal kombiniert und über eine serielle und/oder parallele Programmierschnittstelle (27, 28) programmierbar oder konfigurierbar ist.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das programmierbare Schaltnetz ein FPGA, ein PAL oder ein PLD aufweist.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kombinierer (22) mit einem Schreib-Lese-Speicher (41) verbunden ist, dessen Inhalt die Kombinierung der Videoeingangssignale festlegt.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Signalverteiler (10–13), der eingangsseitig mit mindestens einem der Videoeingänge und ausgangsseitig mit mindestens zweien der Synchronisierer (14–21) verbunden ist, wobei der Signalverteiler (10–13) das eingangsseitig anliegende Videoeingangssignal auf die ausgangsseitig angeschlossenen Synchronisierer (14–21) verteilt.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalverteiler (10–13) eingangsseitig mit mehreren der Videoeingänge verbunden und programmierbar ist, um entweder – jedes Videoeingangssignal jeweils einem der Synchronisierer (14–21) zuzuführen oder – die einzelnen Videoeingangssignale jeweils auf mehrere der Synchronisierer (14–21) zu verteilen.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass den Videoeingängen (2–9) jeweils paarweise ein Signalverteiler (10–13) nachgeschaltet ist, wobei die einzelnen Signalverteiler (10–13) individuell programmierbar sind.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine vorgegebene Bandbreite der Videoeingangssignale und eine vorgegebene maximale Verarbeitungsbandbreite der Synchronisierer (14–21), wobei die Bandbreite der Videoeingangssignale größer als die Verarbeitungsbandbreite der Synchronisierer (14–21) ist.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zentralen Taktgeber (29), der ausgangsseitig mit den einzelnen Synchronisierern (10–13) verbunden ist.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen externen Synchronisationsanschluss zur Synchronisierung mehrerer Bildverarbeitungseinrichtungen (1, 48, 51).
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Verzerrer oder Entzerrer zur Verzerrung oder Entzerrung der einzelnen Videoeingangssignale vor der Kombinierung zu dem Videoausgangssignal.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzerrer oder Entzerrer durch die einzelnen Synchronisierer (14–21) gebildet wird.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Synchronisierer (14–21) jeweils einen Steuereingang aufweisen, über den ein Bildwechsel triggerbar ist, wobei die Steuereingänge der einzelnen Synchronisierer (14–21) gemeinsam mit dem Kombinierer (22) verbunden sind, um ein gemeinsames Triggersignal von dem Kombinierer (22) aufzunehmen.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Synchronisierer (14–21) über jeweils einen Konfigurationseingang konfigurierbar sind, wobei die einzelnen Konfigurationseingänge der Synchronisierer (14–21) über einen Multiplexer mit dem Kombinierer (22) verbunden sind.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch acht Videoeingänge und vier Videoausgänge.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Integration auf einem einzigen Chip oder auf einer einzigen Platine.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Videoausgang mit einem Bildwiedergabegerät verbunden ist.
Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: – eine Videosignalquelle, die ein Videosignal bereitstellt, – einen Signalverteiler (10–13), der eingangsseitig mit der Videosignalquelle verbunden ist und das von der Videosignalquelle bereitgestellte Videosignal in mehrere Teilsignale aufteilt, – mehrere Grafikrechner, welche die einzelnen Teilsignale bearbeiten, wobei die einzelnen Grafikrechner eingangsseitig mit dem Signalverteiler (10–13) und ausgangsseitig mit jeweils einem der Videoeingänge verbunden sind.
Betriebsverfahren für eine Bildverarbeitungseinrichtung (1, 48, 51) mit den folgenden Schritten: – Aufnahme mehrerer Videoeingangssignale über jeweils einen Videoeingang (2–9), – Kombinierung der Videoeingangssignale mittels eines Kombinierers (22) zu mindestens einem Videoausgangssignal, – Ausgabe des Videoausgangssignals über mindestens einen Videoausgang, dadurch gekennzeichnet, dass die Videoeingangssignale unsynchronisiert sind und vor der Kombinierung durch mehrere Synchronisierer (14–21) synchronisiert werden.
Betriebsverfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Videoeingangssignale vor ihrer Kombinierung verzerrt oder entzerrt werden.
Betriebsverfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Videoeingangssignale unabhängig voneinander verzerrt oder entzerrt werden.
Betriebsverfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Videoeingangssignale von den Synchronisierern (10–13) verzerrt oder entzerrt werden.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Videoeingangssignale jeweils auf mehrere Synchronisierer (14–21) aufgeteilt werden.
Betriebsverfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Synchronisierer (14–21) gemeinsam getaktet werden.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Synchronisierer (14–21) gemeinsam zu einem Bildwechsel getriggert werden.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Videoausgangssignal über ein Bildausgabegerät (49, 53, 54) ausgegeben wird.