DE19532151A1

DE19532151A1 - Bewegungsdetektor und diesen verwendender Eintastsignal-Interpolator

Info

Publication number: DE19532151A1
Application number: DE19532151A
Authority: DE
Inventors: Brion L Dunbar; Daniel J Chaplin
Original assignee: Grass Valley Group Inc
Current assignee: Grass Valley Group Inc
Priority date: 1994-09-08
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1996-03-14
Also published as: US5668609A; GB9517635D0; JP2955984B2; GB2293074B; GB2293074A; JPH0888867A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Schalter bei der Videopro duktion, und insbesondere einen Bewegungsdetektor und einen diesen verwendenden Eintastsignalinterpolator für einen Chro ma-Keyer

Es gibt viele Beispiele gegenwärtig verfügbarer Bewegungser fassungsschaltungen. Ein derartiger herkömmlicher Bewegungs detektor, beispielsweise der Bewegungsdetektor, der im Kalei doscope Digital Picture Manipulator, wie er von der Anmelderin hergestellt wird, verwendet wird, ist in Fig. 2 dargestellt. Die Erfassung erfolgt durch eine Absolutdifferenz von Bildele ment zu Bildelement zwischen zwei Vollbildern mit derselben Halbbildpolarität, d. h. einer Bewegung zwischen den Vollbil dern. Ein Videosignal wird einer Reihe von drei Halbbild-Ver zögerungsschaltungen eingegeben, um vier Ausgangssignale zu erzeugen, die vier aufeinanderfolgende Halbbilder darstellen. Die ungeraden Halbbilder von zwei aufeinanderfolgenden Voll bildern werden einem Detektor der Bewegung zwischen Vollbil dern eingegeben, und die geraden Halbbilder derselben Vollbil der werden einem weiteren Detektor der Bewegung zwischen Voll bildern eingegeben. Beträgt die Differenz zwischen den zwei Halbbildern weniger als einen Schwellenwert, dann wird keine Bewegung erfaßt; wenn aber die Differenz größer als der Schwellenwert ist, wird eine Bewegung erfaßt. Die Ausgangssi gnale von den Detektoren der Bewegung zwischen Vollbildern werden an einen programmierbaren Nur-Lese-Speicher (PROM) ge legt, der einen Bewegungswert erstellt. Ein Problem tritt bei diesem Bewegungsdetektor auf, wenn ein Bild größenmäßig neu eingestellt wird, in dem sich Objekte in regelmäßigen Inter vallen mit einer konstanten horizontalen Geschwindigkeit, die auf das Halbbildintervall abgestimmt ist, d. h. 60 Hz bei einem D1-Format mit 525 Zeilen, bewegen, wie zum Beispiel die von einem Zeichengenerator erzeugten Zeichen. Wenn sich eine Grup pe von Zeichen horizontal mit einer derartigen Geschwindigkeit bewegt, daß in aufeinanderfolgenden Vollbildern ein Zeichen von einem anderen Zeichen überlagert wird, dann zeigt der Be wegungsdetektor irrtümlicherweise keine Bewegung an, da die Differenz zwischen den beiden Vollbildern weniger als der Schwellenwert ist. Wird jedoch unter Verwendung beider Halb bilder eines Vollbildes interpoliert, ist das Ergebnis eine unrichtige Interpolation zwischen dem Zeichen und dem Hinter grund. Wenn infolge der Bewegung das Zeichen nur in einem von zwei aufeinanderfolgenden Halbbildern auftritt, dann erzeugt eine nachfolgende Interpolation eine Kombination aus schwarzen und weißen Bildelementen, um ein Ausgangssignal für ein graues Bildelement zu erzeugen.

Es wird daher eine Vorrichtung benötigt, die in der Lage ist, Bewegung zu erfassen, wenn horizontale Objekte in einem Video signal sich mit einer Halbbildgeschwindigkeit horizontal bewe gen.

Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung einen Bewe gungsdetektor und resultierenden Eintastsignalinterpolator zur Verfügung, der Differenzen zwischen Halbbildern (Inter-Field) in einem Videosignal erfaßt und diese Information dazu verwen det anzugeben, wie anhand von ausschließlich aktuellen Halb bilddaten zu interpolieren ist. Ein Interpolator auf Vollbild basis erzeugt ein zwischen Halbbildern interpoliertes Signal (Inter-Field-Signal) für ein Video-Eingangssignal, beispiels weise ein Eintastsignal, und ein Interpolator auf Halbbildba sis erzeugt ein innerhalb eines Halbbildes interpoliertes Si gnal (Intra-Field-Signal) für das Video-Eingangssignal. Das zwischen Halbbildern interpolierte Signal wird um ein Vollbild verzögert und dann von dem aktuellen, zwischen Halbbildern interpolierten Signal subtrahiert, um einen Bewegungsindikator zu ergeben. Der Bewegungsindikator greift auf eine Absolut wert/Nachschlage-Tabelle zu, um einen Mischkoeffizienten be reitzustellen. Das um ein Vollbild verzögerte, zwischen Halb bildern interpolierte Signal wird auch mit dem aktuellen Halb bild gemittelt, um ein gemitteltes, zwischen Halbbildern in terpoliertes Signal zu ergeben. Das zwischen Halbbildern in terpolierte Signal, das gemittelte zwischen Halbbildern inter polierte Signal und das innerhalb eines Halbbildes interpo lierte Signal werden zusammen mit dem Mischkoeffizienten einem Mischer eingegeben. Der Mischer gibt die Kombination des in nerhalb eines Halbbildes interpolierten Signals und des zwi schen Halbbildern interpolierten Signals oder des gemittelten, zwischen Halbbildern interpolierten Signals als interpoliertes Ausgangssignal für das Videoeingangssignal aus.

Die Aufgaben, Vorteile und weiteren neuen Merkmale der vorlie genden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detail lierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Ansprü hen und Zeichnungen.

Es zeigen

Fig. 1 eine Blockschaltbilddarstellung eines Bewegungsde tektors und Eintastsignal-Interpolators gemäß vor liegender Erfindung.

Fig. 2 eine Blockschaltbilddarstellung eines Bewegungsde tektors aus dem Stand der Technik.

In Fig. 1 ist ein Interpolator 12 auf Vollbildbasis darge stellt, an den als Eingangssignale eine Vielzahl von Zeilen für ein Vollbild eines Videoeingangssignal anliegen, d. h. die geraden Zeilen sind aus demselben Halbbild wie die Zeile (CTR) die gerade verarbeitet wird, und die ungeraden Zeilen stammen aus dem anderen Halbbild desselben Vollbildes. Ebenfalls dar gestellt ist ein Interpolator 14 auf Halbbildbasis, an den als Eingangssignale eine Vielzahl von Zeilen für dasselbe Halbbild eines Vollbildes des Videoeingangssignals wie die gerade ver arbeitete Zeile (CTR) anliegen. Das Videoeingangssignal, das ein Eintastsignal eines herkömmlichen Chroma-Key-Generators sein kann, wird an beide Interpolatoren 12, 14 gelegt, um zwei interpolierte Signale zu erzeugen, ein zwischen den Halbbil dern interpoliertes Signal (zwischen Halbbildern desselben Vollbildes, Inter-Field-Signal) und ein innerhalb des Halbbil des interpoliertes Signal (innerhalb eines einzigen Halbbil des, Intra-Field-Signal). Das innerhalb eines Halbbildes in terpolierte Signal und das zwischen Halbbildern interpolierte Signal werden einem Mischer 16 eingegeben. Das innerhalb eines Halbbildes interpolierte Signal wird auch einer Vollbildver zögerungsschaltung 18 eingegeben. Das Ausgangssignal der Voll bildverzögerungsschaltung wird einer Summierschaltung 20 ein gegeben, um ein gemitteltes oder zeitlich gefiltertes, zwi schen Halbbildern interpoliertes Signal zu erzeugen. Das ge mittelte, zwischen Halbbildern interpolierte Signal wird auch an den Mischer 16 gelegt. Das Ausgangssignal der Vollbildver zögerungsschaltung 18 wird auch an eine Subtraktionsschaltung 22 übertragen, wo es vom Eingangssignal der Vollbildverzöge rungsschaltung subtrahiert wird, d. h. die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden interpolierten Vollbildern erhalten wird. Das Ausgangssignal von der Subtraktionsschaltung 22 ist ein Bewegungssignal, das einer Absolutwert/Nachschlage-Tabelle 24 eingegeben wird. Ebenfalls der Absolutwert/Nachschlage-Ta belle 24 eingegeben wird ein zeitlicher Filterkoeffizient von einem (nicht dargestellten) Mikroprozessor. Das Ausgangssignal von der Absolutwert/Nachschlage-Tabelle 24 stellt ein Misch signal für den Mischer 16 bereit. Das Mischsignal hat eine Komponente, die entweder das zwischen Halbbildern interpolier te Signal oder das gemittelte, zwischen Halbbildern interpo lierte Signal zum Mischen mit dem innerhalb des Halbbildes interpolierten Signal auswählt. Eine weitere Komponente des Mischsignals bestimmt, welches interpolierte Signal an den Eingängen als Ausgangssignal des Mischers 16 zu verwenden ist.

Es wird nunmehr beispielhaft auf die Tabelle I Bezug genommen:

Tabelle I

Wenn der Interpolator 12 auf Vollbildbasis das aktuelle Halb bild 4 macht, verwendet er hierbei Information aus den Halb bildern 3 und 4. Zur selben Zeit erzeugt das Ausgangssignal aus der Vollbildverzögerungsschaltung 20 dieselbe Interpola tion, jedoch aus den Halbbildern 1 und 2. Wenn der Interpola tor 12 auf Vollbildbasis eine Zeile halb zwischen einer Zeile aus Halbbild 3 und aus Halbbild 4 erzeugt, dann erscheint jed wede Veränderung dieser "neuen" Zeile, die nicht in der Ver sion aus Halbbild 1, 2 enthalten ist, am Ausgang des Subtrahie rers 22 als Bewegung. Diese Bewegung wird dann dazu verwendet, das Mischsignal aus der Absolutwert/Nachschlage-Tabelle 24 zu erzeugen, um aus den zwischen Halbbildern interpolierten Si gnalen auf das innerhalb eines Halbbildes interpolierte Signal hin wegzumischen, welches auf bewegungsbedingte Störeinflüsse nicht reagiert. Das Ausgangssignal vom Mischer 16 ist ein in terpoliertes Signal. Wenn das Eingangssignal beispielsweise ein Eintastsignal von einem Chroma-Key-Generator ist, dann ist das Ausgangssignal des Mischers 16 ein interpoliertes Eintast signal.

Somit stellt die vorliegende Erfindung einen Bewegungsdetektor und einen diesen verwendenden, verbesserten Eintastsignal-In terpolator zur Verfügung, der Interpolationen sowohl auf Voll bild- als auch auf Halbbildbasis durchführt, deren Ergebnisse einem Mischer eingegeben werden, der die Differenz zwischen zwei interpolierten Vollbildern ermittelt, um ein Mischsignal zu erzeugen, und die Interpolation auf Halbbildbasis ausgibt, wenn eine Bewegung erfaßt wird.

Claims

1. Bewegungsdetektor, mit:
einem Interpolator (12) auf Vollbildbasis, an den als Eingangssignale benachbarte Zeilen in einem Vollbild von Videodaten gelegt werden, um ein auf Vollbildbasis inter poliertes Ausgangssignal für jede Zeile zu erzeugen; einem Interpolator (14) auf Halbbildbasis, an den als Eingangssignale beieinanderliegende Zeilen in einem ein zigen Halbbild von Videodaten gelegt werden, um ein auf Halbbildbasis interpoliertes Ausgangssignal für jede Zei le zu erzeugen;
einer Vorrichtung zum Bestimmen (18-24) eines Mischsi gnals auf der Grundlage der Differenz zwischen dem auf Vollbildbasis interpolierten Signal und einem verzöger ten, auf Vollbildbasis interpolierten Signal, welches das um ein Vollbild verzögerte, auf Vollbildbasis interpo lierte Signal ist; und
einer Vorrichtung zum Mischen (16) der auf Vollbild- und auf Halbbildbasis interpolierten Signale in Abhängigkeit des Mischsignals, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das bei Vorliegen einer Bewegung das auf Halbbildbasis inter polierte Signal ist und in Abwesenheit einer Bewegung das auf Vollbildbasis interpolierte Signal ist.

2. Bewegungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungsvorrichtung folgendes umfaßt:
eine Vorrichtung zum Verzögern (18) des auf Vollbildbasis interpolierten Signals um ein Vollbild, um das verzöger te, auf Vollbildbasis interpolierte Signal zu erzeugen;
eine Vorrichtung zum Subtrahieren (22) des verzögerten, auf Vollbildbasis interpolierten Signals von dem auf Vollbildbasis interpolierten Signal, um ein Bewegungssi gnal zu erzeugen; und
einer Vorrichtung zum Umwandeln (24) des Bewegungssignals in das Mischsignal.

3. Bewegungsdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungsvorrichtung des weiteren eine Vorrichtung zum Erhalten (20) eines zeitlich gefilterten, auf Vollbildbasis interpolierten Signals aus dem verzögerten, auf Vollbildbasis interpo lierten Signal und dem auf Vollbildbasis interpolierten Signal, wobei das zeitlich gefilterte, auf Vollbildbasis interpolierte Signal als Eingangssignal an die Mischvor richtung übertragen wird.

4. Bewegungsdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungsvorrichtung eine Vorrichtung zum Erzeugen (24) des Mischsignals als Kombinationsmischsignal mit einem ersten Mischsignal und einem zweiten Mischsignal umfaßt, wobei das erste Misch signal in der Mischvorrichtung dazu verwendet wird, das zeitlich gefilterte, auf Vollbildbasis interpolierte Sig nal und das auf Vollbildbasis interpolierte Signal zu mischen, um ein endgültiges, auf Vollbildbasis interpo liertes Signal zu erzeugen, und das zweite Mischsignal in der Mischvorrichtung dazu verwendet wird, das endgültige, auf Vollbildbasis interpolierte Signal und das auf Halb bildbasis interpolierte Signal zu mischen, um das Aus gangssignal zu erzeugen.