DE10226071A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Darstellen eines digitalisierten Bildes - Google Patents

Abstract

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Darstellen eines digitalisierten Bildes auf einem Analog-Bildwiedergabe-Gerätes vorgesehen. Bei diesem wird das Bild in vertikaler Richtung vollständig auf dem Bildwiedergaberät dargestellt und in horizontaler Richtung ein vorbestimmter Bereich nicht dargestellt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Darstellen eines digitalisierten Bildes.
• Übliche Spielfilme werden heutzutage in einem breitbandigen Format, dem sogenannten Cinemascope-Format hergestellt und auf der Kinoleinwand dargestellt. Derartige Filme weisen folglich ein Bildseitenverhältnis bezogen auf Breite gegenüber Höhe auf, das in der Regel zwischen 2,35:1 und 1,66:1 liegt. Übliche Fernsehgeräte dagegen weisen zumindest in Europa ein Bildseitenverhältnis von 4:3 auf, was einem Seitenverhältnis von 1,333:1 entspricht. Dies bedeutet, daß ein Fernsehbildschirm in der Regel ein weniger breites Bildseitenverhältnis aufweist als das Bild eines für die Kinodarstellung aufgenommenen Spielfilmes. Um dem Spielfilmformat näher zu kommen, gibt es mittlerweile Fernsehgeräte, die ein Bildseitenverhältnis 16:9, d. h. 1,777:1 aufweisen. Derartige Fernsehgeräte sind, z. T. wegen höherer Anschaffungskosten, noch nicht übermäßig weit verbreitet.
• Mittlerweile werden sehr viele Spielfilme, um sie außerhalb eines Kinos darstellen zu können, auf sogenannten "DVDs" (digital virtual disc) angeboten und vertrieben. Dieses Speichermedium für Spielfilme soll zukünftig das derzeit noch am häufigsten verbreitete Medium,die VHS-Videobänder ersetzen. DVDs weisen gegenüber Videobändern den Vorteil auf, daß die mechanische Belastung nicht so groß ist und damit die Wiedergabequalität auch bei häufigem Abspielen nicht beeinträchtigt wird und zusätzlich neben einer höheren Bildqualität weitere Vorteile, wie beispielsweise Vertonung in mehreren Sprachen und Zusatzeffekte vorhanden sind.
• Das Videobild auf einer DVD ist zusammengesetzt aus einer Vielzahl von Bildpunkten mit entsprechenden Bildinformationen. Dabei beträgt die Auflösung in horizontaler Richtung 720 Bildpunkte und in vertikaler Richtung 576 Bildpunkte. Das bedeutet, das typische digitalisierte Bild, daß auf einer DVD aufgezeichnet ist, ist aufgeteilt in 720 Spalten und 576 Zeilen. Übliche DVD-Abspielgeräte bieten drei unterschiedliche Abspielformate an. Erstens 16:9, zweitens 4:3 (Vollbild/pan and scan) und drittens 4:3 (Letterbox).
• Das Format 16:9 ist für die Darstellung auf breitformatige Fernsehgeräte vorgesehen, die entsprechend ein dem Seitenverhältnis von 16:9 aufweisen. In diesem Format wird das auf der DVD gespeicherte digitalisierte Bild unverändert abgetastet und als analoges Videosignal beispielsweise über dem sogenannten "Scart-Anschluß" dem Fernseher zugeführt. Je nach dem, welches Format der aufgezeichnete Film ursprünglich aufweist, ergeben sich nunmehr bei einem 16:9-Fernsehgerät mehr oder weniger ausgeprägte schwarze Bildränder oberhalb bzw. unterhalb des angezeigten Bildes. Das heißt, bei einem Filmformat von 1,85:1 sind die schwarzen Ränder verhältnismäßig schmal, da ein 16:9 Anzeigeschirm einem Bildseitenverhältnis von 1,777:1 entspricht. Dem gegenüber ist bei einem Film, der ein Bildformat von 2,35:1 aufweist, auf einem 16:9 Fernsehgerät der schwarze Bildstreifen oberhalb und unterhalb des Bildes entsprechend breiter.
• Man kann nunmehr auch unproblematisch mit der Einstellung 16:9 das ausgegebene Videosignal auch einem Fernsehgerät mit dem üblichen 4:3 Format, d. h. einem Bildseitenverhältnis von 1,333:1 zuführen. Dabei wird das aufgezeichnete Bild bildschirmfüllend als sogenanntes "Vollbild" auf dem Fernsehgerät dargestellt. Wegen des stark unterschiedlichen Seitenverhältnis des Bildschirms im Vergleich zum Bildseitenverhältnis des darzustellenden Spielfilms kommt es zu einer Verzerrungen des Bildes, so daß eine Dehnung in vertikaler Richtung wahrnehmbar ist.
• Um die zuvor beschriebene Bildverzerrung zu vermeiden, wird die 4:3 (Pen und Scan) Wiedergabeverfahren angeboten. Hierzu wird ein 4:3-Ausschnitt aus dem tatsächlichen Bildformat gewählt und mit der Haupthandlung des Filmes mitgeführt. Da dies sehr aufwendig ist und als Zusatzinformation auf der DVD abgespeichert werden muß, ist eine derartige Information nur bei wenigen Spielfilmen verfügbar.
• Eine weitere Möglichkeit einen Spielfilm mit "Cinemascope"-Format mit minimaler Verzerrung auf einem 4:3-Anzeigeschirm darzustellen, ist das sogenannte "Letterbox"-Verfahren. Bei diesem wird das breitformatige Bild in voller Breite übernommen und auf dem Fernsehgeräteschirm dargestellt. Zur Vermeidung der vertikalen Verzerrung erfolgt eine Reduzierung der Bildpunkte in vertikaler Richtung. Dies erfolgt in der Form, daß 4 Zeilen des Originalbildes in 3 Zeilen im "Letterbox"-Format umgewandelt werden. Dies erfolgt entweder durch eine entsprechende Umrechnung oder im einfachsten Fall dadurch, daß Zeilen weggelassen werden. Beides führt zu einem Verlust der Auflösung und hat zum Ergebnis, daß auf dem Bildschirm nur ein schmaler Streifen dargestellt wird.
• Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zu Grunde, mit möglichst einfachen Mitteln ein breitbandiges Bild mit möglichst geringer Verzerrung auf einem analogen Anzeigegerät möglichst vollfächig darzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
• Dadurch, daß eine Bildinformation, die dargestellt werden soll in horizontaler Richtung verkürzt wird und durch die Anzeige über die gesamte Anzeigegerätebreite in horizontaler Richtung gestreckt wird, wird trotz Vollbilddarstellung eine vertikale Dehnung des breitbandigen Bildes vermieden.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den untergeordneten Ansprüchen angegeben.
• Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigen:
• 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bilddarstellung und
• 2 im Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• In 1 ist ein Bild in Bildpunkte P zerlegtes digitalisiertes Bild dargestellt, daß für die weitere Darstellung mittels einer Bildzuführvorrichtung hierfür bereitgestellt wird. Das ursprüngliche Originalbild weist zu einer normierten Länge B = 1 eine horizontale Bildseitenlänge A = 2,35 auf. Dieses Bild soll in ein für die DVD-Anwendung übliches Format aufgelöst sein. Dies bedeutet in horizontaler Richtung ist das Bild in 720 Spalten und vertikaler Richtung in 576 Zeilen aufgeteilt, wobei an den Schnittpunkten von Zeilen und Spalten ein jeweiliger Bildpunkt liegt. Die Bildpunkte sind somit in horizontaler Richtung durch ihre Koordinaten definierbar. Das heißt die Spalten sind von links nach rechts als A0 bis AM und die Zeilen von oben nach unten als B0 bis BN durchnumerierbar. Entsprechend ist der erste Punkt in der linken oberen Ecke mit PA0/B0 und der Punkt in der rechten unteren Ecke mit PAM/BN eindeutig benennbar. Mit dieser Auflösung und dem vorgegebenen Bildseitenformat soll das Bild nunmehr auf einem analogen Wiedergabegerät dargestellt werden, daß einen Bildschirm mit einer bezogen auf die normierte vertikale Länge von B = 1 eine horizontale Seitenlänge von C = 1,33 aufweist.
• Hierzu werden die einzelnen in der Bildzuführvorrichtung 1 vorliegenden Bildpunkte PA0/B0 bis PAM/BN am oberen oder unteren Rand, d. h. bei der Zeile B0 bzw. BN beginnend, für die Umwandlung in ein Analogsignal, zeilenweise abgetastet. Für die zeilenweise Abtastung wird nunmehr jedoch in jeder Zeile erst, wenn die Abtastung von links nach rechts erfolgt in der Spalte AX begonnen und die Abtastung endet in der Spalte AY. Diese Darstellung hat folgende Auswirkung. Um das zugeführte Bild mit dem Bildseitenverhältnis V1 = A:B = 2,35:1 verzerrungsfrei auf einem Bildschirm mit einem Bildseitenverhältnis V2 = C:B = 1,33:1 darzustellen, kann es in vertikaler Richtung nicht bildfüllend dargestellt werden. Da gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel alle Zeilen abgetastet werden, wird bei einer üblichen Zeilenzahl von 625 Zeilen beim PAL-System und 576 Zeilen gemäß dem üblichen DVD-Standard, unter Berücksichtung, daß beispielsweise gemäß dem PAL-System eine Austastlücke von einigen Zeilen gewählt wird, d. h. am oberen und unteren Rand gibt es Bildzeilen, die außerhalb des sichtbaren Bereiches liegen, das zugeführte Bild fast vollflächig in vertikaler Richtung dargestellt. Dies würde zunächst zu einer vertikalen Verzerrung führen.
• Da jedoch nur die Spalte von AX bis AY abgetastet und auf dem analogen Anzeigegerät 2 über die gesamte Bildbreite dargestellt wird, wird die vertikale Zerrung des Bildes durch eine horizontale Zerrung ausgeglichen. Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel mit einem Bild-Seitenverhältnis V1 = 2,35 dürfte eine nahezu verzerrungsfreie Darstellung dann gewährt sein, wenn nur 540 der 720 zur Verfügung stehenden Spalten abgetastet und damit dargestellt werden.
• Die vorhergehenden Ausführungen machen deutlich, daß es nunmehr vorteilhaft ist, wenn je nach dem Seitenverhältnis des abgespeicherten digitalisierten Bildes die horizontal darzustellende Spaltenzahl wählbar ist. D. h.: Sind Spielfilme mit unterschiedlichen Bildformaten möglichst verzerrungsfrei darzustellen, ist es vorteilhaft, wenn die erste abzutastende Spalte AX und die letzte abzutastende Spalte AY entsprechend wählbar ist.
• In 2 ist die Vorrichtung zum Anzeigen eines digitalisierten Bildes gemäß dem voran beschriebenen Verfahren im Blockschaltbild dargestellt. In einer Bildzuführvorrichtung 1, beispielsweise einem Bildspeicher, sind die digitalisierten Werte der Bildpunkte zumindest eines Teilbildes abgespeichert. Diese werden von der Abtasteinrichtung 3, bei der Spalte AX beginnend, bis zur Spalte AY abgetastet und als analoge Signal dem analogen Anzeigegerät 2 zugeführt. Ist das analoge Anzeigegerät 2 beispielsweise ein Fernsehgerät, der nach dem PAL-System arbeitet, wäre es ausreichend, wenn von der Bildzuführvorrichtung 1 beispielsweise nur ein Halbbild, d. h. nur die Bildpunkte jeder zweiten Zeile, zugeführt wird. Anschließend, nachdem ein Halbbild abgetastet ist, müssen die zuvor nicht zugeführten Zeilen von der Bildzuführvorrichtung 1 zugeführt werden. Genausogut ist es möglich, daß die Bildzuführvorrichtung jeweils nur eine Zeile zum Abtasten zuführt und nach jeder abgetasteten Zeile eine neue Zeile zuführt.
• Weiterhin ist es denkbar, daß die Bildzuführvorrichtung die abzutastenden Bildpunkte punktweise zuführt und dabei die Punkte der Spalten A0 bis AX – 1 bzw. AY + 1 bis AM nicht zuführt, so daß dann die Abtasteinrichtung 3 alle zugeführten Bildpunkte abtastet und ein entsprechendes Videosignal der Anzeigeeinrichtung 2 zuführt. Die beschriebene Vorgehensweise bzw. das beschriebene System ist auf alle Darstellungsstandards anwendbar.

Claims (9)

1. Verfahren zum Darstellen eines digitalisierten Bildes, das ein erstes Bildseitenverhältnis (V1) aufweist, wobei das digitalisierte Bild aus einer Vielzahl von Bildpunkten (PA/B) zusammengesetzt ist, die in einer vorbestimmten Anzahl von Reihen (A0,..., AM) und einer vorbestimmten Anzahl von Pfeilen (B0,..., BN) aufgelöst ein Bild ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung des Bildes auf einem Analog-Wiedergabegerät (2), mit einem Anzeigeschirm, der ein zweites Bildseitenverhältnis (V2) aufweist, alle Punkte einer Spalte des digitalisierten Bildes dargestellt werden und von jeder Zeile eine erste Gruppe (PA0/B bis PAX/B) und eine zweite Gruppe hintereinander liegender Punkte (PAY/B bis PAM/B) nicht dargestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe die ersten Punkte einer Zeile bilden und die zweite Gruppe, die letzten Punkte einer Zeile bilden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Punkte der ersten und zweiten Gruppe gleich ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dargestellten Punkte mit einer Horizontalablenkung dargestellt werden, die mit der Horizontalablenkung übereinstimmen, mit der alle Punkte einer Reihe des digitalisierten Bil des auf dem Analog-Wiedergabe-Gerät zeilenfüllend wiedergebbar sind.
5. Anordnung zum Darstellen eines digitalisierten Bildes mit einer Bildzuführvorrichtung (1) die digitale Werte entsprechend einzelner Bildpunkte eines digitalisierten Bildes einer Abtasteinrichtung 3 einem Digital/Analog-Wandler zuführt, der den digitalen Wert eines Bildpunktes in einen analogen Wert umwandelt und als entsprechendes Videosignal einem Analog-Wiedergabe-Gerät (2) zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildzuführvorrichtung 1 und die Abtasteinrichtung 3 derart zusammenarbeiten, daß ein vorbestimmter Bildbereich des digitalisierten Bildes, der sich vom oberen zum unteren Rand eines Bildes erstreckt, und eine vorgegebene horizontale Ausdehnung aufweist, nicht abgetastet wird.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht abgetastete vorbestimmte Bildbereich jeweils einen linken Rand und/oder rechten Rand des digitalisierten Bildes darstellen.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildzuführvorrichtung 1 jeweils ein Halbbild zum Abtasten durch die Abtastvorrichtung 3 zuführt.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildzuführvorrichtung jeweils nur eine Bildzeile der Abtastvorrichtung 3 zuführt.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildzuführvorrichtung (1) jeweils nur einen einzelnen digitalisierten Bildpunkt der Abtastvorrichtung 3 zuführt.