DE19536691A1

DE19536691A1 - Verfahren und Anordnung zur Korrektur von Bildstandsfehlern bei der fernsehmäßigen Filmabtastung

Info

Publication number: DE19536691A1
Application number: DE19536691A
Authority: DE
Inventors: Bertholt Dr Ing Eiberger; Arno Dipl Ing Beckenbach; Kurt-Heiner Dipl Ing Philipp; Andreas Dipl Ing Loew; Broder Prof Dr Ing Wendland; Thomas Dr Ing Herfet; Thomas Dipl Ing Bonse; Wolfgang Dipl Ing Paschedag; Thomas Dipl Ing Leonard
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 1995-09-30
Filing date: 1995-09-30
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2015-10-01
Also published as: GB9620054D0; US5943090A; JP4489848B2; GB2305803B; JPH09116809A; GB2305803A; DE19536691B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur von Bildstandsfehlern bei der fernsehmäßigen Filmabtastung, bei welchem von Bildern des Films moduliertes Licht in ein Videosignal umgewandelt wird und bei welchem der Bildanteil im Videosignal hinsichtlich des Bildstands von einem Korrektursignal korrigiert wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Filmabtaster wandelt die auf einem Film gespeicherten optischen Bilder in ein Videosignal um. Zum Erhalt eines Videosignals mit bildstandfehlerfreiem Bildinhalt sollte jedes Filmbild während des Abtastvorgangs mechanisch genauso positioniert werden wie während des Belichtungsvorgangs. Bisher erfolgt die Positionierung der einzelnen Filmbilder durch eine sogenannte Pin-Registration, bei der die Lage von Perforationslöchern, die der Film an seinen Rändern trägt, erfaßt und ausgewertet wird. Aufgrund mechanischer Ungenauigkeiten liefert die Pin-Registration jedoch nur unvollkommene Ergebnisse, so daß mehr oder weniger störende horizontale, vertikale, translatorische und/oder rotatorische Bildstandsfehler im wiedergegebenen Videobild erkennbar sind. Einige der Bildstandsfehler sind prinzipbedingt, beispiels weise solche Bildstandsfehler, die zurückzuführen sind auf Beschädigungen der Perforationslöcher, Unregelmäßigkeiten des Films, Klebestellen im Film, Schwan kungen der Filmtransportgeschwindigkeit oder auch auf in Perforationslöchern abgesetzten Filmabrieb.

Zur Beseitigung der Bildstandsfehler in Filmabtastern nach dem Lichtpunktprinzip wurde bereits vorgeschlagen (US-Patent 4,104,680), die Kanten der Perforations löcher in horizontaler Richtung optisch abzutasten und von dem erzeugten Kanten signal ein Korrektursignal abzuleiten. Das Korrektursignal verschiebt die Horizontal ablenkung des Abtaststrahls einer Abtaströhre, die ein Fernsehraster auf den abzu tastenden Films wirft. Dieses Korrekturverfahren läßt sich jedoch in Filmabtastern mit CCD-Zeilensensoren, die den Film abtasten, nicht einsetzen. Ein weiterer Nachteil der optischen Perforationslochabtastung ist, daß selbst bei der Ermittlung der genauen örtlichen Lage der Perforationslöcher sich die Lage der einzelnen Filmbilder nicht in der gewünschten Genauigkeit von ca. dem +/-0,1fachen einer Zeilenhöhe bestimmen läßt, weil schon der Standard größere Lageabweichungen zwischen den Perforationslöchern und den Filmbildern zuläßt. Es ist festzustellen, daß Bildstabilisierungs-Ergebnisse als unbefriedigend einzustufen sind, wenn das Signal zur Korrektur von Bildstandsfehlern nach einem Verfahren abgeleitet wird, bei dem die Lage der Perforationslöcher als Bezug für die Positionierung der Filmbilder beim fernsehmäßigen Abtastvorgang dient.

Weiterhin ist aus der US 5,194,958 ein Verfahren zur Korrektur von Bildstands fehlern bekannt, bei welchem von L-förmigen Markierungen, die in Lücken zwi schen benachbarten Bildern auf dem Film aufgebracht sind, ein Korrektursignal zur Bildstabilisierung abgeleitet wird. Das Korrektursignal steuert einen Videosignalpro zessor, z. B. ein digitales Videoeffektgerät. Da handelsübliche Filme nicht mit L- förmigen Markierungen versehen sind, können nach diesem bekannten Verfahren nur Spezialfilme im Bildstand korrigiert werden.

Schließlich ist aus der GB 2,187,913 A eine Vorrichtung zur Ermittlung von Bild standsfehlern bekannt, in welcher eine Bewegungsvektor-Meßschaltung vom Video signal des Filmabtasters Verschiebesignale ableitet, die den horizontalen und verti kalen Versatz zwischen aufeinanderfolgenden Bildern repräsentieren. Die Verschie besignale steuern einen 2-dimensionalen Interpolator, der das Videosignal des Film abtasters unter Ausschluß solcher Bilder interpoliert, deren Bewegungsinhalt auf eine Bildverschiebung, Bildvergrößerung bzw. -Verkleinerung oder einen Szenenwechsel zurückzuführen ist. Bei der Bewegungsvektor-Messung werden Unterschiede zwischen benachbarten Bildpunkten innerhalb einer Zeile sowie Unterschiede zwischen benachbarten Zeilen und Bildern ermittelt. Zur Erzeugung eines bild standsfehler-repräsentierenden Korrektursignals werden die in der Bewegungsvektor- Meßschaltung abgeleiteten Verschiebesignale einer auf einer verkürzten Taylor- Expansion beruhenden Rechenoperation unterworfen. Nachteilig ist, daß die bekann te Vorrichtung nicht geeignet ist, den Bildstand hinreichend genau zu stabilisieren. Besonders nachteilig ist jedoch, daß bei einer Vielzahl bestimmter Bildinhalte verhindert wird, daß ein Korrektursignal erzeugt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung nach der eingangs genannten Art anzugeben, welche(s) die Erzeugung eines Signals zur hochgenauen Korrektur von Bildstandsfehlern erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem ersten Schritt aus dem Bildinhalt des durch Filmabtastung erhaltenen Videosignals durch Struktur erkennung mindestens ein Musterbereich ermittelt wird, der einer Krümmung im Bildinhalt entspricht, daß in einem zweiten Schritt durch Vergleich geprüft wird, ob die ermittelten Musterbereiche in einem Suchbereich des Folgebildes wiedererkenn bar sind, daß in einem dritten Schritt beim Wiedererkennen der Musterbereiche im Folgebild Bewegungsvektorsignale erzeugt werden, welche die Bewegungsrichtung und den Betrag der Ablage von der Position des ermittelten Musterbereichs zur Position des wiedererkannten Musterbereichs definiert, daß in einem vierten Schritt von den Verschiebungsvektorsignalen Parameter einer Transformationsfunktion ermittelt werden, daß in einem anschließenden fünften Schritt durch Vergleich der Transformationsfunktion mit den Verschiebungsvektoren solche Verschiebungsvekto ren erkannt und eliminiert werden, die mit Partialbewegungen korrespondieren, daß die Schritte vier und fünf gegebenenfalls mehrfach durchgeführt werden, daß in einem sechsten Schritt durch Berücksichtigung der zeitlichen Abfolge der Transfor mationsfunktionen Korrektursignale abgeleitet werden und daß in einem siebten Schritt diese Korrektursignale einer Umsteuereinrichtung zugeführt werden, die in den Bildsignalen die Stabilitätsfehler korrigieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, daß nunmehr unabhängig von der Lage der Filmperforation bzw. speziellen Markierungen auf dem Film direkt vom Bildinhalt der Filmbilder ein Signal zur hochgenauen Korrektur von Bildstandsfehler abgeleitet werden kann. Bezugspunkt ist allein der Grad der Bewegung von Krümmungen im Bildinhalt der auf dem Film gespeicherten Bilder. Besonders vorteilhaft ist, daß durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens selbst dann noch Bildstandsfehler zuverlässig ermittelt werden können, wenn durch einen Kameraschwenk oder durch Änderung des Zoom-Einstellung der Kamera sich der gesamte Bildinhalt von Bild zu Bild ändert.

Um mehrdeutige Ergebnisse aufgrund von Bewegungsmessungen in periodisch strukturierten Bildbereichen bzw. mehrfach erkannten Musterbereichen im Suchbereich auszuschließen, ist nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß vor Durchführung des zweiten Schritts ein dem ermittelten Musterbereich entsprechendes Signal einer Tiefpaßfilterung unterworfen wird.

Eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist auf: eine Einrichtung zur Erzeugung eines Struktursignals, welche einen Eingang und einen Ausgang aufweist, wobei dem Eingang das Videosignal des Filmabtasters zugeführt ist und wobei an dem Ausgang ein Struktursignal abnehmbar ist, welches ermittelte Ecken im Bildinhalt des zugeführten Videosignal repräsen tiert, eine Einrichtung zum Vergleich des Ecken repräsentierenden Struktursignals mit dem Bildinhalt des Signals eines Suchbereichs, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bewegungsvektorsignals in Abhängigkeit der Richtung und des Betrags der Ablage der Position ermittelter Ecken bezüglich der Position wiedererkannter Ecken in dem Suchbereich und eine Einrichtung zur Ableitung eines Signal zur Korrektur von Bildstandsfehlern, deren Eingang das erzeugte Bewegungsvektorsignal zugeführt ist und an deren Ausgang das Signal zur Korrektur von Bildstandsfehlern abnehmbar ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines Eckendetektors enthält eine erste Verzöge rungseinrichtung mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei dem Eingang ein digitales Videosignal zugeführt ist, eine zweite Verzögerungseinrichtung mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Eingang mit dem Ausgang der ersten Verzögerungseinrichtung verbunden ist, eine erste Einrichtung zur Erzeugung von Ableitungen in X- und Y-Richtung mit drei Eingängen und drei Ausgängen, wobei die Eingänge mit Ein- und Ausgängen der ersten und zweiten Verzögerungseinrich tung verbunden sind und wobei an einem ersten Ausgang ein in X-Richtung differen ziertes Videosignal abnehmbar ist, an einem zweiten Ausgang ein in Y-Richtung differenziertes Videosignal und an einem dritten Ausgang ein Vorzeichensignal, eine erste Einrichtung zur Quadrierung des in X-Richtung differenzierten Videosignals, eine zweite Einrichtung zur Quadrierung des in Y-Richtung differenzierten Video signals, eine erste Einrichtung zur Multiplizierung des in X- und Y-Richtung differenzierten Videosignals, eine dritte Verzögerungseinrichtung mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei dem Eingang ein von der ersten Einrichtung zur Quadrierung erzeugtes Signal (kxx) zugeführt ist, eine vierte Verzögerungseinrich tung mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Eingang mit dem Ausgang der dritten Verzögerungseinrichtung verbunden ist, eine zweite Einrichtung zur Erzeugung von Ableitungen in X- und Y-Richtung mit drei Eingängen und einem Ausgang, wobei die Eingänge mit Ein- und Ausgängen der dritten und vierten Verzögerungseinrichtung verbunden sind und wobei an dem Ausgang ein in X- Richtung differenziertes Signal (ksxx) abnehmbar ist, eine fünfte Verzögerungsein richtung mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei dem Eingang ein von der Einrichtung erhaltenes Signal (kxy) sowie das Vorzeichensignal zugeführt ist, eine sechste Verzögerungseinrichtung mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Eingang mit dem Ausgang der fünften Verzögerungseinrichtung verbunden ist, eine dritte Einrichtung zur Erzeugung von Ableitungen in X- und Y-Richtung mit drei Eingängen und einem Ausgang, wobei die Eingänge mit Ein- und Ausgängen der fünften und sechsten Verzögerungseinrichtung verbunden sind und wobei an dem Ausgang ein in X,Y-Richtung differenziertes Signal (ksxy) abnehmbar ist, eine siebente Verzögerungseinrichtung mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei dem Eingang ein von der Einrichtung erhaltenes Signal (kyy) zugeführt ist, eine achte Verzögerungseinrichtung mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Eingang mit dem Ausgang der siebenten Verzögerungseinrichtung verbunden ist, eine vierte Einrichtung zur Erzeugung von Ableitungen in X- und Y-Richtung mit drei Eingängen und einem Ausgang, wobei die Eingänge mit Ein- und Ausgängen der siebenten und achten Verzögerungseinrichtung verbunden sind und wobei an dem Ausgang ein in Y-Richtung differenziertes Signal (ksyy) abnehmbar ist, eine dritte Einrichtung zur Quadrierung des von dritten Einrichtung zur Erzeugung von Ableitungen in X- und Y-Richtung erzeugten Signals (ksxy), eine zweite Einrichtung zur Multiplizierung des von der zweiten Einrichtung zur Erzeugung von Ableitungen in X-Richtung erzeugten Signals (ksxx) und des von vierten Einrichtung zur Erzeu gung von Ableitungen in X-Richtung erzeugten Signals (ksyy), eine Einrichtung zur Erzeugung des Struktursignals mit zwei Eingängen und einem Ausgang, wobei dem einen Eingang das von der dritten Einrichtung zur Quadrierung erzeugte Signal (ksxy) zugeführt ist und dem anderen Eingang das von der zweiten Einrichtung zur Multiplizierung erzeugte Signal (ksyy) und wobei an dem Ausgang das Struktur signal abnehmbar ist.

Die Ausgestaltung einer Blockmatcheranordnung zur Erzeugung des Bewegungsvek torsignals besteht vorteilhafterweise aus einer Steuereinrichtung mit Eingängen und Ausgängen, wobei einem der Eingänge das Struktursignal zugeführt ist und an einem der Ausgänge das Bewegungsvektorsignal abnehmbar ist, einem ersten Blockmat cher, dessen Videosignaleingang ein zwischengespeichertes unterabgetastetes Video signal, dessen Positionssignaleingang ein unterabgetastetes Struktursignal zugeführt ist und an dessen Ausgang ein erstes Bewegungsvektorsignal abnehmbar ist, einem zweiten Blockmatcher, dessen Videosignaleingang ein zwischengespeichertes nicht unterabgetastetes Videosignal, dessen Positionssignaleingang das erste Bewegungs vektorsignal zugeführt ist und an dessen Ausgang ein zweites Bewegungsvektor signal abnehmbar ist, und einem dritten Blockmatcher, dessen Videosignaleingang ein zwischengespeichertes verzögertes nicht unterabgetastetes Videosignal, dessen Positionssignaleingang das zweite Bewegungsvektorsignal zugeführt ist und an dessen Ausgang ein drittes Bewegungsvektorsignal abnehmbar ist, welches einem der Eingänge der Steuereinrichtung zugeleitet ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Filmabtasters mit einer Einrichtung zur elektronischen Bildstandsstabilisierung,

Fig. 2 das Blockschaltbild eines Eckendetektors,

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Bewegungsmessung,

Fig. 4 eine prinzipielle schematische Darstellung der Suchbereiche der Blockmatcher,

Fig. 5 das Blockschaltbild des Blockmatchings.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In der schematischen Darstellung der Fig. 1 ist mit 1 ein Film bezeichnet, der mit gleichförmiger Geschwindigkeit an einem opto-elektrischen Sensor 2 vorbeitransportiert wird. Der Sensor 2 kann beispielsweise eine CCD-Zeile sein. Während des Filmtransports durchleuchtet das Licht einer Lampe 3 den Film 1. Eine Linse 4 fokussiert das durch den Film 1 dringende Licht auf den Sensor 2.

An einem Ausgang des Sensors 2 ist ein analoges, bildstandsfehlerbehaftetes Video signal abnehmbar. Dieses Videosignal wird - vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines A/D-Wandlers AD - über eine Klemme 5 zu dem Eingang einer Einrichtung 6 zur Korrektur von Bildstandsfehlern geführt.

Es ist üblich, die Informationen für die rote, grüne und blaue Farbkomponente mit jeweils einem Sensor aufzunehmen. Um die Auflösung zu erhöhen, benutzt man in CCD-Filmabtastern nicht nur einen einzigen CCD-Zeilen-Sensor pro Zeile sondern vier CCD-Zeilen-Sensoren, die nebeneinander versetzt angeordnet sind und die eine geringe Überlappung besitzen. Dabei wird die Luminanz in einem HDTV-(high definition television)-Format und die Chrominanz in einem Standardformat abge tastet. Die Chrominanz wird durch die drei RGB-Komponenten dargestellt.

Für den weiteren Signalverarbeitungsprozeß sei angenommen, daß vier voneinander unabhängige Datenströme zur Verfügung stehen, die in getrennten identisch aufge bauten Kanälen verarbeitet werden. Die nachfolgende Beschreibung nimmt bezug auf einen dieser Kanäle.

Die Einrichtung 6 zur Korrektur von Bildstandsfehlern enthält eine Signalverzö gerungseinrichtung 7, ein Stellglied 8 und eine Einrichtung 9 zur Ableitung eines Signals zur Korrektur der Bildstandsfehler. Das an der Klemme 5 abnehmbare bildstandsfehlerbehaftete Videosignal liegt sowohl an einem Eingang der Signal verzögerungseinrichtung 7 und als auch an einem Eingang der Einrichtung 9 zur Ableitung eines Signals zur Korrektur von Bildstandsfehlern. Die Signalverzöge rungseinrichtung 7 dient zur Anpassung der Laufzeit des bildstandsfehlerbehafteten Videosignals an die Signallaufzeit der Einrichtung 9. Selbstverständlich ist es auch möglich, einen zeitlichen Ausgleich dadurch vorzunehmen, daß die Datentransfer zeiten eines digital vorliegenden Videosignals entsprechend verzögert werden.

Das an einem Ausgang der Signalverzögerungseinrichtung 7 abnehmbare bildstands fehlerbehaftete Videosignal wird zu dem Signaleingang eines Stellgliedes 8 weiter geleitet. An einem Stelleingang des Stellgliedes 8 liegt ein an einer Ausgangsklemme 10 der Einrichtung 9 zur Ableitung eines Signals zur Korrektur von Bildstands fehlern abnehmbares Korrektursignal. Das Stellglied 8 gibt an einer Ausgangsklem me 11 ein von Bildstandsfehlern befreites Videosignal ab.

Das Stellglied 8 kann beispielsweise ein an sich bekanntes Videoeffektgerät sein, das stellsignalabhängig translatorische Bewegungen, horizontale und vertikale Größen fehler, rotatorische Fehler um einen ermittelten Drehpunkt, Verzeichnungsfehler (Fisheye-Effekte) oder auch Linearitätsfehler (Fehler höherer Ordnung) korrigiert.

Zur Überwachung des an der Ausgangsklemme 10 zur Verfügung gestellten Korrek tursignals oder des an der Ausgangsklemme 11 abgegebenen, nunmehr von Bild standsfehlern befreiten Videosignals ist ein Monitor 12 vorgesehen. Der Eingang des Monitors 12 läßt sich wahlweise mit der Ausgangsklemme 10 oder 11 verbinden.

Von unstrukturierten Bildbereichen (Fig. 3a) läßt sich kein verwertbares, zur Ableitung von Bewegungsvektoren geeignetes Struktursignal erzeugen. Unstruktu rierte Bildbereiche lassen sich im Bildinhalt eines zeitlich nachfolgenden Bildes nicht wiederfinden. Die Verwertbarkeit des vom Eckendetektor erzeugten Struktursignals hängt somit entscheidend vom Bildinhalt des anliegenden Videosignals ab. Ermittelte Bewegungsvektoren sind auch vom Rauschen des verwendeten Filmmaterials abhängig.

Bewegungsmessungen an Kanten führen ebenfalls nicht zu eindeutigen Ergebnissen. Sinnvoll können Geschwindigkeitskomponenten eines strukturierten Bildbereichs nur senkrecht zu einer Kante bestimmt werden (Fig. 3b).

Dagegen können von strukturierten Bildbereichen, die auf Ecken oder Krümmungen beruhen (Fig. 3c), mit großer Wahrscheinlichkeit exakte Bewegungsvektoren bestimmt werden.

Nachfolgend wird mit einer Ecke eine allgemeine Krümmung bezeichnet und nicht die ideale Ecke eines Rechtecks.

Die Bestimmung globaler Verschiebungsparameter verläuft in mehreren Schritten. Zunächst sind die gefundenen Bewegungsvektoren durch eine sogenannte Clusterung zusammenzufassen. Auf die ermittelte Clustermenge ist sodann eine (Least-Square)- Approximation anzuwenden, um Modellparameter für eine Transformationsfunktion zu bestimmen. Die gefundene Transformationsfunktion ist sodann mit der Cluster menge zu vergleichen, um Partialverschiebungen zu erkennen und zu eliminieren. Auf der Basis der hiernach verbleibenden Cluster sind die Parameter erneut zu be stimmen. Die Iteration ist solange durchzuführen, bis die Abweichungen zwischen den einzelnen Clustern und der Transformationsfunktion eine Schwelle unterschrei ten.

In den meisten Fällen wird ein bewegtes Objekt mehrere detektierbare Krümmungen besitzen, so daß hier Redundanz vorliegt, sofern sich das Objekt nur translatorisch bewegt. Danach ist eine Transformation zu berechnen, die alle Bewegungsvektoren wiederspiegelt und für die Orte im Bild eine Aussage über die Verschiebung liefert an denen kein Bewegungsvektor aufsetzt. Zur Berechnung sind die Bewegungsvekto ren als Stützstellen heranzuziehen. Wenn dabei ein kleines Objekt viele Stützstellen aufweist, ist es starker zu berücksichtigen als ein großes Objekt mit wenigen Stütz stellen. Redundanzen an solchen Stützstellen sind durch Clusterung der Bewe gungsvektoren zu beseitigen. Besonders vorteilhaft ist, die ermittelten Bewe gungsvektoren mit einem partitionierenden Clusteralgorithmus zusammenzufassen.

Ein Bewegungsvektor setzt sich aus den vier Skalaren zusammen, nämlich der x- und y-Koordinate des Aufpunktes und der Verschiebung in x- und y-Richtung. Der Verschiebungsvektor ist als Punkt in einem vierdimensionalen Raum aufzufassen. Jeder Verschiebungsvektor ist zudem mit einen Gütewert zu beaufschlagen. Um eine sinnvolle Abstandsfunktion zu finden, ist der vierdimensionale Raum zunächst zu normieren, damit sowohl die Verschiebungsvektoren als auch Cluster als Punkte desselben Raumes aufgefaßt werden können. Ein Cluster ist dabei als Menge von Verschiebungsvektoren zu verstehen. Aus zugeordneten Elementen wird für den Cluster ein neuer Schwerpunkt errechnet. Die Mengenzuordnung erfolgt vorteil hafterweise durch Verwendung von Fuzzy-Mengen. Auf diese Weise ist es möglich, einen Verschiebungsvektor auch mehreren Clustern zuzuordnen. In die Berechnung der Clusterschwerpunkte sollte neben der normierten Zugehörigkeitsfunktion auch Güteschwellen der Bewegungsvektoren als Gewichtungsfaktor eingehen, um auszuschließen, daß extrem schlechte Vektoren den Clusterschwerpunkt entscheidend mitprägen und das Ergebnis verfälschen. Den Clustern ist - ähnlich den Bewegungs vektoren - eine Güteschwelle zugeordnet, die sich hier aus dem Maximum der Güteschwellen aller zugehörigen Bewegungsvektoren ergibt.

Die Menge der Cluster beinhaltet nicht nur die Verschiebungen des Gesamtbildes, sondern auch solche, die Bewegung von einzelnen Objekten beschreiben. Auch virtuelle Verschiebungen, die durch Auf- bzw. Verdecken von Bildobjekten entstehen, sind in der Menge der Cluster enthalten. Um - wie eingangs erwähnt - eine globale Bildverschiebung zu finden, müssen Objektverschiebungen und virtuelle Verschiebungen eliminiert werden. Solche Verschiebungen können erkannt werden, indem eine Approximationslösung mit den Clustern verglichen wird. Die Cluster, die erheblich von der Approximationslösung abweichen, werden entfernt. Aus der verbliebenen Menge von Clustern ist anschließend eine neue Approximationslösung zu ermitteln. Ein Maß für die Abweichung zwischen einem Cluster und der Approximationslösung ist der durch seinen Mittelwert normierte euklidische Abstand zwischen der Approximation und dem Cluster. Ein ermittelter Wert von eins bedeutet, daß der Abstand dem mittleren Abstand aller Cluster von der Approxima tion entspricht. Falls dieser normierte Abstand größer als ein bestimmter Schwell wert ist, wird der entsprechende Cluster eliminiert. Der Schwellwert sollte zwischen 1,2 und 1,5 liegen. Wird der Schwellwert kleiner gewählt, werden mehr Cluster eliminiert.

Die Verschiebung der Ecken der Bildebene läßt sich aus der Transformationsfunk tion feststellen. Dabei kann eine maximale Verschiebung angegeben werden. Die zeitliche Abfolge der Verschiebung der Bildecken ist einer zeitlichen Filterung zuzuführen. Das Ergebnis der zeitlichen Filterung ist eine Sollverschiebung für jede Ecke. Aus der Differenz der Sollverschiebung zur tatsächlichen Verschiebung ergibt sich nach einer Integration die Korrekturverschiebung für jede Bildecke. Diese Art der Bildstandsstabilisierung glättet den Verlauf der globalen Bildverschiebung, so daß Filmbildsequenzen, die auf einem Kameraschwenk beruhen, ruckfrei wiederge geben werden können.

Der Mensch ist an die Wahrnehmung von Objekten gewöhnt, die sich aufgrund ihrer Masse nur mit endlicher Beschleunigung bewegen, d. h. an Objekte, die sich stetig bewegen. Sprungstellen, wie sie bei einem Szenenwechsel oder an Klebestellen im Film auftreten können, werden als anomal betrachtet. Dieses Wahrnehmungsverhal ten bedeutet jedoch nicht, daß keine Sprünge auftreten dürfen. Um diesem Wider spruch Rechnung zu tragen, wird vorteilhaft ein umschaltbares Filter verwendet, welches zu Beginn einer Szene ein Signal möglichst unbeeinflußt durchläßt und erst nach mehreren Bildern, z. B. zwanzig Bilder, eine Tiefpaßcharakteristik aufbaut. Dieses Verhalten wird über eine Filterstruktur verwirklicht, bei der die Anzahl der verwendeten Koeffizienten akkumuliert.

Klebestellen im Filmmaterial erzeugen diskontinuierliche Signalverläufe von begrenzter Länge. Solche Diskontinuitäten können mit einem Prädiktor erkannt werden, der die gleiche Filterstruktur aufweist; es sind lediglich andere Koeffizien ten zu verwenden. Eine Transversalfilteranordnung mit seriellen Registern kann daher sowohl vom Tiefpaß als auch vom Prädiktor gemeinsam genutzt werden.

Zur Bildstandstabilisierung von Standbildern wird das Filter nicht benötigt; es wird statt dessen konstant Null als Soll-Verschiebung eingespeist.

Nachdem die Korrekturtransformationen berechnet worden sind, müssen sie auf die Eingangssequenz angewendet werden. Dazu wird für jeden Pixel im transformierten Ausgangsbild die Position im Eingangsbild ermittelt, von der die Bildinformation kommen muß. Im Regelfall liegt diese Position nicht exakt auf einem Pixel, sondern zwischen den Pixeln. Es ist daher eine überabgetastete Filtermatrix auf diese Position im Eingangsbild anzulegen und der Luminanz- bzw. Chrominanzwert des Ausgangsbildes zu bestimmen.

Besonders vorteilhaft ist, für die Filtermatrix ein High-Resolution-Spline (Spline = Sub pixel line) zu verwenden, welches separierbar in die Filtermatrix abgebildet wird. Dabei kann beispielsweise eine Normierung durchgeführt werden, die unabhängig davon, wo die Filtermatrix im Eingangsbild angewendet wird, die Summe der tatsächlich verwendeten Koeffizienten Eins ergibt.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Eckendetektors. An einem Eingang (Klemme 5) des Eckendetektors liegen acht Bit breite Datenworte der Lumi nanzkomponente eines digitalen Videosignals. Die Datenworte werden mit einer Datenrate von 30 MByte/s einer Reihenschaltung aus zwei Verzögerungseinrichtun gen 30 und 31 zugeführt, die die Datenworte um jeweils eine Zeilenperiode verzö gern. Die Ein- und Ausgänge der beiden Zeilenverzögerungen 30 und 31 sind mit Eingängen einer Matrix 32 verbunden. Die aus den Schaltungselementen 30 bis 32 bestehende Anordnung berechnet in einem begrenzten Pixelbereich die Ableitungen in X- und in Y-Richtung. Durch diese Maßnahme werden senkrechte und waagerechte Linien auf Pixel-Ebene detektiert. An Ausgängen der Matrix 32 sind in X- und Y-Richtung differenzierte Luminanzsignale sowie ein Vorzeichensignal abnehmbar. Die differenzierten Luminanzsignale weisen eine Datenwortebreite von zehn Bit auf.

Das in X-Richtung differenzierte Luminanzsignal wird den beiden Eingängen eines Multiplizierers 33 und das in Y-Richtung differenzierte Luminanzsignal den beiden Eingängen eines Multiplizierers 34 zugeführt. An Eingängen eines weiteren Multiplizierers 35 liegt jeweils eines der beiden differenzierten Luminanzsignale. Die Multiplizierer 33 und 34 quadrieren die anliegenden differenzierten Luminanz signale; es werden Absolutwerte der Signale gebildet, die in einer Wortbreite von sechzehn Bit abgegeben werden. An dem Ausgang des Multiplizierers 33 wird ein Mischproduktsignal in einer Wortbreite von sechzehn Bit zur Verfügung gestellt. Das Mischprodukt der Ableitungen kann als Kreuzkorrelation verstanden werden.

Die Wortbreite der erhaltenen Signale wird nachfolgend in Rundungseinrichtungen 36, 37 und 38 auf dreizehn Bit begrenzt. Ein von der Rundungseinrichtung 36 abgegebenes Signal kxx wird mit Verzögerungseinrichtungen 39 und 40 um die Dauer von zwei Zeilenperioden verzögert. Das nicht-verzögerte, das um eine Zeilenperiode verzögerte und das um zwei Zeilenperioden verzögerte Signal kxx wird Eingängen einer ersten Korrelationsmatrix 41 zugeleitet. Ein von der Rundungseinrichtung 37 abgegebenes Signal kxy wird mit Verzögerungseinrichtun gen 42 und 43 um die Dauer von zwei Zeilenperioden verzögert. Das nicht-verzö gerte, das um eine Zeilenperiode verzögerte und das um zwei Zeilenperioden verzögerte Signal kxy gelangt zu Eingängen einer zweiten Korrelationsmatrix 44. Ein von der Rundungseinrichtung 38 abgegebenes Signal kyy wird mit Verzöge rungseinrichtungen 45 und 46 um die Dauer von zwei Zeilenperioden verzögert. Das nicht-verzögerte, das um eine Zeilenperiode verzögerte und das um zwei Zeilen perioden verzögerte Signal kyy wird Eingängen einer dritten Korrelationsmatrix 47 zugeführt. Die aus den Elementen 39 bis 47 bestehende Anordnung ermittelt in einem größeren Bereich bestimmte Korrelationen. Die Gradienten an Kanten korrelieren dann stark miteinander, wenn sie alle Gradienten in eine Richtung zeigen. Im Gegensatz dazu korrelieren die Gradienten an Ecken nur wenig, da die Gradienten in unterschiedliche Richtungen weisen; es ergibt sich ein kleines Mischprodukt.

Im weiteren Signalverarbeitungsverlauf werden die an den Korrelationsmatrizen 41, 44 und 47 in sechzehn Bit breiten Worten vorliegenden Bilddaten ksxx, ksxy und ksyy hinsichtlich ihrer Güte q untersucht.

Die Werte der Bilddaten ksxx, ksxy und ksyy werden zunächst in Stufen 48, 49 und 50 normalisiert, sodann erfolgen die verschiedenen Multiplikationen. Die Bilddaten ksxx und ksyy sind Eingängen eines Multiplizierers 51 aufgeschaltet, der Bilddaten mxx,yy ausgibt. Die Bilddaten ksxy liegen an beiden Eingängen eines Multiplizie rers 52, der die Bilddaten mxy,xy liefert. Die Werte der so erzeugten Bilddaten werden in einer Stufe 53 gemäß folgender Gleichung verarbeitet:

2 _* ld (mxx,yy - mxy,xy) - ld( mxx,yy)

Dabei werden die Logarithmusfunktionen realisiert, indem die Fließpunktdarstellun gen zunächst normiert und anschließend nur noch die Exponenten der Darstellung verwendet werden. Das Ergebnis dieser Berechnung wird einer Stufe 54 zugeführt.

Die Stufe 54 nimmt in Abhängigkeit des Wertes eines an einer Eingangsklemme 55 liegenden Keysignals eine qualitative Bewertung der anliegenden Datenwerte der bis dahin detektierten Ecken vor. Das Keysignal kennzeichnet die Form und/oder örtliche Lage einer oder mehrerer Bildmasken, die eine Bedienperson manuell auswählt, um beispielsweise bestimmte Bildstrukturen im wiedergegebenen Videobild von der Eckendetektion auszuschließen bzw. zu bevorzugen. In einer der Stufe 54 nachgeschalteten Stufe 56 können die verbliebenen Werte der detektierten Ecken durch an einer Eingangsklemme 57 aufgeschaltete Schwellwertdaten noch weiter selektiert werden. Die Schwellwertdaten bezeichnen Pegelwerte, die bei Über- oder Unterschreiten der Datenwerte der Ecken deren Weiterleitung beeinflussen. Auch die aufgeschalteten Schwellwertdaten beruhen auf manuelle Eingaben einer Bedienperson, die wiedergegebenen Videobilder hinsichtlich der darin verteilten Bildstrukturen zu beurteilen hat.

Als zeitliche Referenz werden der Stufe 56 ein an einer Klemme 58 liegendes Zeilenstartsignal und ein an einer Klemme 59 liegendes Bildstartsignal zugeführt. Das an einer Ausgangsklemme 60 abnehmbare Eckensignal ist so aufbereitet, daß vom Bildinhalt jeweils zweier Zeilen maximal eine erkannte Ecke übrig bleibt, die ein nachgeschalteter Blockmatcher auf das Vorliegens von Bewegung weiter untersucht.

Der Eckendetektor der Fig. 2 stellt ein Korrelationsfilter für einen bestimmten Punkt (x,y) dar. Durch zeilenweises Abarbeiten gelingt es in vorteilhafter Weise, Ableitun gen für eine ganze Zeile zu bilden und Korrelationsprodukte in drei Speichern mit einer Speicherkapazität von jeweils drei Zeilen zu sichern. Nach Ablauf von drei Zeilen beginnt die Auswertung.

Wie eingangs erwähnt, werden zunächst mit Matrizen (Sobel-Operatoren) die Ablei tungen in X- und Y-Richtung gebildet und daraus die Korrelationsprodukte berech net. Dabei werden Werte für jeweils eine Zeile berechnet und in einem Korrelations speicher abgelegt. Nachdem die Datenwerte von drei Zeilen gespeichert sind, also insgesamt fünf Bildzeilen verarbeitet worden sind, kann die Korrelationssumme über einen Drei-mal-drei-Block gebildet werden. Ergibt die Korrelationssumme ksxx(x,y) oder ksyy(x,y) den Wert Null, endet an dieser Stelle die Eckendetektion. Da alle Ableitungen bzw. Gradienten Null sind, kann keine Krümmung vorliegen. Mit der weiteren Verarbeitung kann die Güte berechnet werden. Nachdem ein Block bear beitet wurde, werden die Datenwerte der Ecken in logarithmische Werte umgesetzt und dann dem Blockmatcher zur Bewegungsmessung zugeführt.

Die Qualität der Eckendetektion hängt entscheidend vom Bildinhalt ab. Je struktu rierter der Bildinhalt ist, umso sicherer können Musterbereiche (Ecken) erkannt werden, die ihrerseits mittelbar Einfluß auf die Qualität der Bildstandstabilisierung nehmen. Durch Manipulation des dem Eckendetektor 13 zugeführten Videosignals läßt sich die Strukturierung des Bildinhalts anheben. Eine vorteilhafte Maßnahme zur Verbesserung der Auswertbarkeit der Strukturierung des Bildinhalts besteht darin, daß zur Ermittelung des Musterbereichs einzelne und/oder mehrere Signal komponenten des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals gegenüber anderen Signalkomponenten im Videosignal in der Amplitude beeinflußt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß zur Ermittelung des Musterbereichs bestimmte Farbkomponenten des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals mit wählbaren Koeffizienten matriziert werden. Ferner ist vorteilhaft, zur Ermitte lung des Musterbereichs bestimmte Signalkomponenten des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals hinsichtlich der Gamma-Entzerrung unterschiedlich zu behandeln. Eine andere Möglichkeit besteht darin, zur Ermittelung des Musterbe reichs den Amplitudenverlauf bestimmter Signalkomponenten des durch die Film abtastung erhaltenen Videosignals verschieden von den anderer Signalkomponenten zu beeinflussen.

Besonders vorteilhaft ist es, zur Ermittelung des Musterbereichs das durch die Film abtastung erhaltene Videosignal einer örtlichen und/oder zeitlichen Filterung zu unterwerfen. Durch die örtliche Filterung, die eine Hoch-, Band- und/oder Tiefraß filterung des anliegenden Videosignals umfassen kann, lassen sich zweidimensionale Bildstrukturen auf Videoebene selektieren. Eine dreidimensionale Filterung läßt sich durch Berücksichtigung zeitlich benachbarter Bilder erzielen. So können beispiels weise mit Hilfe einer Tiefpaßfilterung des Videosignals über mehrere Teilbilder hinweg bestimmte - die Eckendetektion störende - feingliedrige Bildstrukturen unterdrückt werden.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß bestimmte Bereiche in einem Fernsehbild, das durch Wiedergabe des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals entsteht, von einem Signalverarbeitungsprozeß zur Ermittelung des Musterbereichs ausgeschlossen oder nicht ausgeschlossen werden. Dabei können bestimmte Bildbereiche in einem wiedergegebenen Fernsehbild des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals durch Maskierung ausgewählt werden oder auch abhängig von der vorliegenden Bildstruktur des Bildinhalts des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals automatisch von der Ermittelung des Musterbereichs ausgeschlossen werden, wobei die Bildstrukturen im Bildinhalt des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals zunächst bewertet werden, sodann von den von der Bewertung erfaßten Bildberei chen Gütewerte festgestellt werden und schließlich abhängig von der jeweiligen Größe der festgestellten Gütewerte der dem Gütewert zugeordnete Bildbereich bei der Ermittelung des Musterbereichs entweder berücksichtigt oder ausgeschlossen wird. Die Entscheidung sollte einer Bedienperson überlassen bleiben, die anhand des Bildeindrucks subjektiv geeignet erscheinende Bildstrukturen ermittelt und diese für die Eckendetektion zuläßt oder ausschließt.

Für die Entscheidungsfindung der Bedienperson ist es hilfreich, in die bestimmten Bildbereiche des wiedergegebenen Fernsehbildes mindestens einen dem bestimmten Bildbereich zugeordneten Bewegungsvektor einzublenden. Hilfreich ist es auch, die bestimmten Bildbereiche des wiedergegebenen Fernsehbildes abhängig vom festge stellten Gütewert unterschiedlich einzufärben, eine vom festgestellten Gütewert abhängige Formunterscheidung vorzunehmen, die bestimmten Bildbereiche des wiedergegebenen Fernsehbildes zur Unterscheidung gegenüber anderen Bildberei chen einzurahmen oder die bestimmten Bildbereiche des wiedergegebenen Fern sehbildes zur Unterscheidung gegenüber anderen Bildbereichen als Falschfarben darzustellen.

Die Fig. 4 zeigt das Prinzip des Blockmatchings. Gemäß der Fig. 4a wird zur Bewegungsmessung ein Block der Größe n _* m gewählt. Dieser Block wird im folgenden Musterbereich genannt. Im Gegensatz dazu wird ein Block (Fig. 4b) der Größe von (n+2 _* Δxmax) _* (m+2Δymax), wobei Δxmax und Δymax der maximal detektierbare Geschwindigkeitsbereich ist, als Suchbereich bezeichnet. Bei dem Blockmatching wird versucht, den Musterbereich in dem größeren Suchbereich wiederzufinden. Die Position, die die größte Ähnlichkeit aufweist, stellt mit größter Wahrscheinlichkeit die richtige Verschiebung dar. Die Ähnlichkeit wird über eine sogenannte Displaced Frame Difference (DFD) gemessen. Bei der größten Überein stimmung ergibt die DFD ein Minimum und bei absoluter Übereinstimmung den Wert Null.

Das Blockschaltbild der Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Blockmatcher anordnung. Bei dieser Anordnung erfolgt die Signalverarbeitung bezüglich der verschiedenen Suchbereiche nicht parallel sondern seriell. Dabei gelangt das von dem Eckendetektor erzeugte Eckensignal zu dem Eingang einer Steuereinrichtung 90, die als digitaler Signalprozessor ausgestaltet sein kann. Das durch die Filmabtastung und anschließende A/D-Wandlung mit dem A/D-Wandlers AD (Fig. 1) erzeugte in acht Bit breiten Datenworten und mit einer Datenrate von 30 MByte/s an einer Klemme 91 anliegende digitale Videosignal wird zum einen dem Eingang eines Tiefraßfilters 92 und zum anderen dem Eingang einer Verzögerungseinrichtung 93 zugeführt.

Das Tiefraßfilter 92 dient zur Unterdrückung von Alias-Effekten, die durch nachfolgende Unterabtastung in einer Stufe 94 entstehen können. Aufgrund der Unterabtastung steht am Ausgang der Stufe 94 ein in der Datenrate auf 5 MByte/s reduziertes digitales Videosignal zur Verfügung, das in horizontaler Richtung nur noch jedes zweite Pixel und in vertikaler Richtung nur noch jedes dritte Pixel der ursprünglichen Pixelmenge enthält. Das unterabgetastete digitale Videosignal gelangt zu dem Eingang eines Zwischenspeichers 95, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Blockmatchers 96 verbunden ist. Als Blockmatcher 96 kann beispielsweise ein integrierte Baustein des Typs L 646720 (video motion estimation processor) der Firma LSI Verwendung finden, der ein Full-Search-Blockmatching mit einer Fenstergröße von acht mal acht Pixel bei einer Suchweite von minus vier bis plus drei Pixel in horizontaler und vertikaler Richtung berechnet und kaskadierbar ist. Sowohl der Blockmatcher 96 als auch der Zwischenspeicher 95, der eine Speicher kapazität von einem Bild aufweist, werden durch ein entsprechend unterabgetastetes Eckensignal, das die Steuerung 90 liefert, gesteuert. Der Blockmatcher 96 nimmt grobe Bewegungsschätzungen in einem Suchbereich vor, der aufgrund der 3/2- Unterabtastung eine Fenstergröße von vierundzwanzig mal sechzehn Pixel umfaßt, wobei die horizontale Auflösung zwei Pixel und die vertikale Auflösung drei Pixel beträgt.

Ein nachgeschalteter Blockmatcher 97 verfeinert die Auflösungssprünge auf ein Pixel-Genauigkeit. Hierzu wird das an einem Ausgang des Blockmatchers 96 ab nehmbare Bewegungsvektorsignal zunächst der Steuereinrichtung 90 zugeführt und nach entsprechender Aufbereitung zu dem Blockmatcher 97 und einem dem Block matcher 97 zugeordneten Zwischenspeicher 98 weitergeleitet. Auch der Blockmat cher 97 kann beispielsweise vom Typ L 646720 sein. Im Gegensatz zu dem Block matcher 96 arbeitet der Blockmatcher 97 jedoch mit den Originalbilddaten des durch die Filmabtastung gewonnenen digitalen Videosignals. Infolgedessen ist dem zum Blockmatcher 97 zugeordneten Zwischenspeicher 98 das in der Verzögerungsein richtung 93 verzögerte digitale Videosignal zuzuführen. Aufgabe der Verzöge rungseinrichtung 93 ist es, die Signallaufzeit des digitalen Videosignals an die Signalverarbeitungszeit des Blockmatchers 96 anzupassen.

Der Blockmatcher 97 nimmt Bewegungsschätzungen in einem Suchbereich mit der Fenstergröße acht mal acht vor; dabei wird Pixel-Genauigkeit erzielt.

Zur Ermittlung von Bewegungen in einem Subpixel-Suchbereich und zur Ableitung eines entsprechenden Bewegungsvektorsignals wird das von dem Blockmatcher 97 erzeugte Bewegungsvektorsignal in einem weiteren Blockmatcher 99 weiterverar beitet. Um noch Bewegungen von einem sechzehntel Pixel aufzulösen, muß das von dem Blockmatcher 97 ausgegebene und in der Steuereinrichtung 90 aufbereitete Bewegungsvektorsignal dem Blockmatcher 99 zugeführt werden, der videomäßig von dem am Ausgang des Zwischenspeichers 98 abnehmbaren und von einer Verzögerungseinrichtung 100 verzögerten digitalen Videosignal versorgt wird. Die Verzögerungseinrichtung 100 verzögert das Videosignal um die Dauer von zwei Ecken-Abständen. Ein am Ausgang des Blockmatchers 99 abnehmbares Bewegungs vektorsignal im Subpixel-Suchbereich wird der Steuereinrichtung 90 zugeführt, die an einer Ausgangsklemme 101 ein Gesamt-Bewegungsvektorsignal an eine (nicht dargestellte) Cluster-Einrichtung abgibt.

Unter den oben erwähnten Voraussetzungen deckt das letztendlich erzeugte Bewe gungsvektorsignal eine Suchweite in horizontaler Richtung von 32 Pixeln und in vertikaler Richtung von 96 Pixeln ab, wobei die Auflösung ein sechzehntel Pixel beträgt. Die Ausführungsform der Blockmatcheranordnung der Fig. 5 weist den Vorteil auf, daß das Bewegungsvektorsignal in Echtzeit erzeugt wird, welches nach weiterer Aufbereitung als Stellsignal zur Korrektur von Bildstandfehlern verwendet werden kann.

Selbstverständlich ist es auch möglich, andere als durch Filmabtastung erzeugte Videosignale nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verarbeiten, um bestimmte Trickeffekte zu erzielen oder aufnahmebedingte Mängel auszugleichen. So kann eine Bedienperson ein bestimmtes bewegtes Bildobjekt auf dem Bildschirm eines Moni tors elektronisch markieren und dieses Bildobjekt als Referenz für eine Bildstandsta bilisierung verwenden, um beispielsweise aus künstlerischen Gründen einen von der Originalaufnahme abweichenden Bewegungsverlauf für das bestimmte Bildobjekt zu schaffen.

Claims

1. Verfahren zur Korrektur von Bildstandsfehlern bei der fernsehmäßigen Film abtastung, bei welchem von Bildern des Films moduliertes Licht in ein Videosignal umgewandelt wird und bei welchem der Bildanteil im Videosignal hinsichtlich des Bildstands von einem Korrektursignal korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem ersten Schritt vom Bildinhalt des durch Filmabtastung erhaltenen Videosignals durch Strukturerkennung mindestens ein Musterbereich ermittelt wird, der einer Krümmung im Bildinhalt entspricht,
daß in einem zweiten Schritt durch Vergleich geprüft wird, ob die ermittelten Musterbereiche in einem Suchbereich des Folgebildes wiedererkennbar ist, daß in einem dritten Schritt beim Wiedererkennen der Musterbereiche im Folgebild Bewegungsvektorsigale erzeugt werden, welche die Bewegungsrichtung und den Betrag der Ablage von der Position des ermittelten Musterbereichs zur Position des wiedererkannten Musterbereichs definiert,
daß in einem vierten Schritt von den Verschiebungsvektorsignalen Parameter einer Transformationsfunktion ermittelt werden,
daß in einem anschließenden fünften Schritt durch Vergleich der Transformations funktion mit den Verschiebungsvektoren solche Verschiebungsvektoren erkannt und eliminiert werden, die mit Partialbewegungen korrespondieren,
daß die Schritte vier und fünf gegebenenfalls mehrfach durchgeführt werden, daß in einem sechsten Schritt durch Berücksichtigung der zeitlichen Abfolge der Transformationsfunktionen Korrektursignale abgeleitet werden und
daß in einem siebten Schritt diese Korrektursignale einer Umsteuereinrichtung zugeführt werden, die in den Bildsignalen die Stabilitätsfehler korrigieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Durchführung des zweiten Schritts ein dem ermittelten Musterbereich entsprechendes Signal einer Tiefpaßfilterung unterworfen wird.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zur Erzeugung eines Struktursignals, welche einen Eingang und
einen Ausgang aufweist, wobei dem Eingang das Videosignal des Filmabtasters zugeführt ist und wobei an dem Ausgang ein Struktursignal abnehmbar ist, welches ermittelte Ecken im Bildinhalt des zugeführten Videosignal repräsentiert,
eine Einrichtung, die Muster im Bildinhalt gekennzeichnet durch das Struktursignal in einem Folgebild wiedererkennt,
eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bewegungsvektorsignals in Abhängigkeit der Richtung und des Betrags der Ablage der Position ermittelter Ecken bezüglich der Position wiedererkannter Ecken in dem größeren Suchbereich und
eine Einrichtung zur Ableitung eines Signals zur Korrektur von Bildstandsfehlern, deren Eingang das erzeugte Bewegungsvektorsignal zugeführt ist und an deren Ausgang das Signal zur Korrektur von Bildstandsfehlern abnehmbar ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Struktursignals ein Korrelationsfilter ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch
eine erste Verzögerungseinrichtung (30) mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei dem Eingang ein digitales Videosignal zugeführt ist,
eine zweite Verzögerungseinrichtung (31) mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Eingang mit dem Ausgang der ersten Verzögerungseinrichtung (30) verbunden ist,
eine erste Einrichtung (32) zur Erzeugung von Ableitungen in X- und Y-Richtung mit drei Eingängen und drei Ausgängen, wobei die Eingänge mit Ein- und Ausgän gen der ersten und zweiten Verzögerungseinrichtung (30, 31) verbunden sind und wobei an einem ersten Ausgang ein in X-Richtung differenziertes Videosignal ab nehmbar ist, an einem zweiten Ausgang ein in Y-Richtung differenziertes Video signal und an einem dritten Ausgang ein Vorzeichensignal,
eine erste Einrichtung (33) zur Quadrierung des in X-Richtung differenzierten Videosignals,
eine zweite Einrichtung (34) zur Quadrierung des in Y-Richtung differenzierten Videosignals,
eine erste Einrichtung (35) zur Multiplizierung der in X- und Y-Richtung differen zierten Videosignale,
eine dritte Verzögerungseinrichtung (39) mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei dem Eingang ein von der ersten Einrichtung (33) zur Quadrierung erzeugtes Signal (kxx) zugeführt ist,
eine vierte Verzögerungseinrichtung (40) mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Eingang mit dem Ausgang der dritten Verzögerungseinrichtung (30) verbunden ist,
eine zweite Einrichtung (41) zur Erzeugung von Ableitungen in X- und Y-Richtung mit drei Eingängen und einem Ausgang, wobei die Eingänge mit Ein- und Ausgängen der dritten und vierten Verzögerungseinrichtung (30, 31) verbunden sind und wobei an dem Ausgang ein in X-Richtung differenziertes Signal (ksxx) abnehmbar ist,
eine fünfte Verzögerungseinrichtung (42) mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei dem Eingang ein von der Einrichtung (35) erhaltenes Signal (kxy) sowie das Vorzeichensignal zugeführt ist,
eine sechste Verzögerungseinrichtung (43) mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Eingang mit dem Ausgang der fünften Verzögerungseinrichtung (42) verbunden ist,
eine dritte Einrichtung (44) zur Erzeugung von Ableitungen in X- und Y-Richtung mit drei Eingängen und einem Ausgang, wobei die Eingänge mit Ein- und Ausgän gen der fünften und sechsten Verzögerungseinrichtung (42, 43) verbunden sind und wobei an dem Ausgang ein in X,Y-Richtung differenziertes Signal (ksxy) abnehmbar ist,
eine siebente Verzögerungseinrichtung (45) mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei dem Eingang ein von der Einrichtung (34) erhaltenes Signal (kyy) zugeführt ist,
eine achte Verzögerungseinrichtung (46) mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Eingang mit dem Ausgang der siebenten Verzögerungseinrichtung (45) verbunden ist,
eine vierte Einrichtung (47) zur Erzeugung von Ableitungen in X- und Y-Richtung mit drei Eingängen und einem Ausgang, wobei die Eingänge mit Ein- und Ausgän gen der siebenten und achten Verzögerungseinrichtung (45, 46) verbunden sind und wobei an dem Ausgang ein in Y-Richtung differenziertes Signal (ksyy) abnehmbar ist,
eine dritte Einrichtung (52) zur Quadrierung des von dritten Einrichtung (44) zur Erzeugung von Ableitungen in X- und Y-Richtung erzeugten Signals (ksxy),
eine zweite Einrichtung (51) zur Multiplizierung des von der zweiten Einrichtung (41) zur Erzeugung von Ableitungen in X-Richtung erzeugten Signals (ksxx) und des von vierten Einrichtung (47) zur Erzeugung von Ableitungen in X-Richtung erzeug ten Signals (ksyy),
eine Einrichtung (53, 54, 56) zur Erzeugung des Struktursignals mit zwei Eingängen und einem Ausgang, wobei dem einen Eingang das von der dritten Einrichtung (52) zur Quadrierung erzeugte Signal (ksxy) zugeführt ist und dem anderen Eingang das von der zweiten Einrichtung (51) zur Multiplizierung erzeugte Signal (ksyy) und wobei an dem Ausgang das Struktursignal abnehmbar ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5,. dadurch gekennzeichnet, daß die von der ersten und zweiten Einrichtung (33, 34) zur Quadrierung abgege benen Signale sowie das von der ersten Einrichtung (35) zur Multiplizierung abgege bene Signal über jeweils eine Einrichtung (36-37) zur Rundung geführt sind.

7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von der zweiten, dritten und vierten Einrichtung (41, 44, 47) zur Erzeugung von Ableitungen abgegebenen Signale über jeweils eine Einrichtung (48-50) zur Normalisierung geführt sind.

8. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (53, 54, 56) zur Erzeugung des Struktursignals Einrichtungen enthält, die das von der dritten Einrichtung (52) zur Quadrierung erzeugte Signal (mxy,xy) von dem von der ersten und zweiten Einrichtung (51) zur Multiplizierung erzeugte Signal (mxx,yy) subtrahiert, die erhaltene Differenz sodann logarithmiert und mit 2 multipliziert und davon den logarithmierten Wert des von der ersten und zweiten Einrichtung (51) zur Multiplizierung erzeugten Signals (mxx,yy) subtrahiert.

9. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (53, 54, 56) zur Erzeugung des Struktursignals mindestens eine Einrichtung (54, 56) enthält, welche eine örtliche und/oder videopegelmäßige Selektion bestimmter Strukturen im erzeugten Struktursignal erlaubt.

10. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Bewegungsvektorsignals aufweist:
eine Steuereinrichtung (90) mit Eingängen und Ausgängen, wobei einem der Eingänge (60) das Struktursignal zugeführt ist und an einem der Ausgänge (101 das Bewegungsvektorsignal abnehmbar ist,
einen ersten Blockmatcher (96), dessen Videosignaleingang ein zwischengespei chertes unterabgetastetes Videosignal, dessen Positionssignaleingang ein unterab getastetes Struktursignal zugeführt ist und an dessen Ausgang ein erstes Bewegungs vektorsignal abnehmbar ist,
einen zweiten Blockmatcher (97), dessen Videosignaleingang ein zwischengespei chertes nicht unterabgetastetes Videosignal, dessen Positionssignaleingang das erste Bewegungsvektorsignal zugeführt ist und an dessen Ausgang ein zweites Bewegungs vektorsignal abnehmbar ist, und
einen dritten Blockmatcher (99), dessen Videosignaleingang ein zwischengespei chertes verzögertes nicht unterabgetastetes Videosignal, dessen Positionssignalein gang das zweite Bewegungsvektorsignal zugeführt ist und an dessen Ausgang ein drittes Bewegungsvektorsignal abnehmbar ist, welches einem der Eingänge der Steuereinrichtung (90) zugeleitet ist.

11. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (92) zur Tiefraßfilterung des vom Filmabtaster erzeugten Videosignals, eine Einrichtung (94) zur Unterabtastung des von der Einrichtung (92) zur Tiefraßfilterung abgegebenen Signals und eine erste Einrichtung (95) zur gesteuerten Speicherung eines von der Einrichtung (94) ausgegebenen unterab getasteten Videosignals.

12. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine zweite Einrichtung (98) zur gesteuerten Speicherung eines von einer Verzögerungseinrichtung (93) verzögerten Videosignals.

13. Verfahren zur Änderung des Bewegungsablaufs von bestimmten Bildobjekten in einem Fernsehbild, bei welchem
in einem ersten Schritt mindestens ein bestimmtes Bildobjekt ausgewählt wird,
in einem zweiten Schritt durch Vergleich geprüft wird, ob das ausgewählte Bild objekt in einem nachfolgenden Fernsehbild in einem größeren Suchbereich wieder erkennbar ist,
in einem dritten Schritt beim Wiedererkennen des Bildobjektes ein Bewegungsvek torsignal erzeugt wird, welches die Bewegungsrichtung und den Betrag der Ablage von der Position des ermittelten Musterbereichs zur Position des wiedererkannten Musterbereichs definiert, und
in einem vierten Schritt von dem erzeugten Bewegungsvektorsignal ein Signal zur Änderung des Bewegungsablaufs des ausgewählten Bildobjekte abgeleitet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein bestimmtes Bildobjekt auf dem Bildschirm eines Monitors durch eine elektronische Maske markiert wird und daß das von dem Eckendetektor erzeug te Struktursignal von einem durch die Maskierung erhaltenen Keysignal beeinflußt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittelung des Musterbereichs eine Signalverarbeitung zur Anwendung kommt, welche hinsichtlich der Auflösung der Datenworte die Werte der Daten worte zunächst in einer Fließkomma-Darstellung verarbeitet und erhaltene Zwischen werte sodann in einer n-Bit breiten Mantisse-Exponent-Darstellung weiterverarbeitet.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß von Werten der Mantisse-Exponent-Darstellung nur die Werte der Exponenten der weiteren Signalverarbeitung zugrunde gelegt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß vor einer Umwandlung von Werten der Fließkomma-Darstellung in Werte einer Mantisse-Exponent-Darstellung eine Normierung der Mantisse vorgenommen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittelung des Musterbereichs einzelne und/oder mehrere Signalkomponen ten des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals gegenüber anderen Signal komponenten im Videosignal amplitudenmäßig beeinflußt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittelung des Musterbereichs bestimmte Farbkomponenten des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals mit wählbaren Koeffizienten matriziert werden.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittelung des Musterbereichs bestimmte Signalkomponenten des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals hinsichtlich der Gamma-Entzerrung unter schiedlich behandelt werden.

21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittelung des Musterbereichs der Amplitudenverlauf bestimmter Signal komponenten des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals verschieden von dem anderer Signalkomponenten beeinflußt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittelung des Musterbereichs das durch die Filmabtastung erhaltene Videosignal einer örtlichen und/oder zeitlichen Filterung unterworfen wird.

23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Bereiche in einem Fernsehbild, das durch Wiedergabe des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals entsteht, von einem Signalverarbeitungs prozeß zur Ermittelung des Musterbereichs ausgeschlossen oder nicht ausgeschlossen werden.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten Bildbereiche in einem wiedergegebenen Fernsehbild des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals ausgewählt werden.

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten Bildbereiche im wiedergegebenen Fernsehbild abhängig von der vorliegenden Bildstruktur des Bildinhalts des durch die Filmabtastung erhaltenen Videosignals automatisch von der Ermittelung des Musterbereichs ausgeschlossen werden.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildstrukturen im Bildinhalt des durch die Filmabtastung erhaltenen Video signals bewertet werden, daß von den von der Bewertung erfaßten Bildbereichen Gütewerte festgestellt werden und daß abhängig von der jeweiligen Größe der festgestellten Gütewerte der dem Gütewert zugeordnete Bildbereich bei der Ermittelung des Musterbereichs berücksichtigt oder ausgeschlossen wird.

27. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß in die bestimmten Bildbereiche des wiedergegebenen Fernsehbildes mindestens ein dem bestimmten Bildbereich zugeordneter Bewegungsvektor eingeblendet wird.

28. Verfahren nach Anspruch 24 und 26, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten Bildbereiche des wiedergegebenen Fernsehbildes eine vom festgestellten Gütewert abhängige Farbunterscheidung aufweisen.

29. Verfahren nach Anspruch 24 und 26, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten Bildbereiche des wiedergegebenen Fernsehbildes eine vom festgestellten Gütewert abhängige Formunterscheidung aufweisen.

30. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten Bildbereiche des wiedergegebenen Fernsehbildes zur Unter scheidung gegenüber anderen Bildbereichen eingerahmt werden.

31. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten Bildbereiche des wiedergegebenen Fernsehbildes zur Unter scheidung gegenüber anderen Bildbereichen als Falschfarben dargestellt werden.

32. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Film derart abgetastet wird, daß Videosignale von n sich teilweise überlap penden Teilbilder erzeugt werden, wobei n eine ganz positive Zahl ist, und daß vom Bildinhalt eines jeden erzeugten Videosignals mindestens ein Musterbereich ermittelt wird, der einer Ecke im Bildinhalt entspricht.

33. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bewegungsvektor mit einem Gütewert beaufschlagt wird.

34. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere ermittelte lokale Bewegungsvektoren zu einem Cluster zusammengefaßt werden.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Cluster ein Clusterschwerpunkt ermittelt wird.

36. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenfassen lokaler Bewegungsvektoren auf der Grundlage von Fuzzy- Mengen erfolgt.

37. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Cluster mit einem Gütewert beaufschlagt wird.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß Cluster, die unterhalb einer bestimmten Güteschwelle liegen, von der Korrektur der Bildstandfehler ausgeschlossen werden.

39. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß von Werten mehrerer Cluster eine Approximation zur Bestimmung von Modell parametern einer Transformationsfunktion durchgeführt wird, daß zur Feststellung von Partialbewegungen die ermittelte Transformationsfunktion mit der Menge der Cluster verglichen wird und daß durch den Vergleich ermittelte Partialbewegungen von der Bildstandsfehlerkorrektur ausgeschlossen werden.

40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Ecken aus der Transformationsfunktion ermittelt wird und daß zum Erhalt einer Sollverschiebung für jede Ecke die zeitliche Abfolge der Verschiebung der Ecken einer zeitlichen Filterung unterworfen wird.

41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn einer Bildszene ein Korrektursignal im wesentlich ungefiltert über tragen wird und daß nach einer vorgegebenen Anzahl von Filmbildern das Signal tiefpaßgefiltert wird.

42. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zur Korrektur von Bildstandsfehlern auf Sequenzen von Eingangs bildern des durch Filmabtastung erhaltenen Videosignals angewendet wird, wobei eine überabgetastete Filtermatrix auf Positionen der Eingangsbilder gelegt wird.

43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß als Filtermatrix eine hochauflösende Subpixel-Zeile verwendet wird, die in zwei Dimensionen in die Filtermatrix abgebildet wird.