DE2107524A1

DE2107524A1 - Elektronisches System zur Erzeugung eines zusammengesetzten Farbbildes

Info

Publication number: DE2107524A1
Application number: DE19712107524
Authority: DE
Inventors: Petro Tarzana Calif. Vlahos (V.StA.). P
Original assignee: ASS MOTION PICTURE TV PROD
Current assignee: Ultimatte Corp
Priority date: 1969-02-20
Filing date: 1971-02-17
Publication date: 1972-09-28
Also published as: DE2107524C3; FR2128156B1; US3595987A; DE2107524B2; FR2128156A1

Description

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A/p 7064

ASSOCIATION OF MOTION PICTURE & TELEVISION PRODUCERS, INC., 8480 Beverly Boulevard, Hollywood, California 90048, USA

Elektronisches System zur Erzeugung eines zusammengesetzten Farbbildes.

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Verfahren und eine Einrichtung, durch die eine Vordergrundszene und eine Hintergrundszene getrennt voneinander aufgezeichnet und dann so kombiniert werden können, daß sie ein zusammengesetztes Bild ergeben, in welchem die Objekte des Vordergrundes den Objekten des Hintergrundes überlagert erscheinen.

Aus VereinfachungsgrUnden werden in der nachstehenden Beschreibung die Abkürzungen HG und VG als "Hintergrund" und "Vordergrund" verwendet.

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Ziel der Erfindung ist es, Objekte der VG- und HG-Szenen ganz in Farbe darzustellen, wobei besondere Aufmerksamkeit auf die Genauigkeit der Wiedergabe solch schwieriger Farben verwendet wird, die in Fleischtönen und in Augenfarben auftreten.

Ziel der Erfindung ist es ferner, HG-Objekte in realistischem Maße durch Objekte des Vordergrundes sichtbar zu machen, die teilweise oder vollständig transparent sind, und einen normalen Grad an Durchsichtigkeit für solche speziellen Fälle wie VG-Objekte zu erzielen, die außerhalb des Brennpunktes liegen oder durch rasche Bewegung verwischt werden.

Während die Erfindung insbesondere in Verbindung mit Pernsehszehen oder bewegten Filmszenen, die eine Bewegung ergeben, und in Verbindung mit einer Farbdarstellung verwendet wird, läßt sich die Erfindung auch auf stehende Bilder und auf die Erzeugung zusammengesetzter Bilder, und zwar sowohl von Schwarz-Weiß-Bildern als auch teilweise farbigen Bildern anwenden.

Vorliegende Erfindung verwendet das herkömmliche Verfahren der Anordnung der Objekte der VG-Szene vor einem Hintergrunddekor einer auffallenden Farbe. VG-Objekte werden dann von dem färbigen Hindergrunddekor auch durch geeigneten Vergleich der elektronischen Farbkomponenten-Videosignalen unterschieden, wie sie beispielsweise direkt durch eine Farbfernsehkamera erzeugt werden. Diese Farbkomponentensignale entsprechen normalerweise den Farben blau, grün, und rot, die in typischer Weise durch die entsprechenden Wellenlängenbereiche von 400 bis 500, 500 bis 600 und 600 bis 700 Millimikron gekennzeichnet sind. Solche Signale für die VG- und HG-Szenen können direkt aus den natürlichen Szenen erzeugt werden, beispielsweise durch Verwendung von Fernsehkameras oder entsprechenden Geräten. Andererseits können die Videofarbkomponentensignale für einen oder beide Bildkomponenten von einem vorher erstellten, herkömmlichen

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Film mit bewegten Bildern oder von einem Videoband erhalten werden, in welchem die Farbinformation die Form eines Farbartsignales hat.

Die Farbe des beleuchteten Hintergrunddekors für die VG-Szene wird typischerweise auf einen der Wellenlängenbereiche begrenzt, der durch die Farbsignale dargestellt wird. Blau ist üblicherweise die praktischste Hintergrunddekorfarbe. Demgemäß wird aus Gründen der Vereinfachung vorliegenderBeschreibung von der Verwendung von blau als Hindergrunddekjtfor ausgegangen, wobei berücksichtigt werden muß, daß unter speziellen Umständen andere Farben bevorzugt werden können.

Vorliegende Erfindung weist eine Diskriminierschaltung auf, die in typischer Weise auf die blauen und grün-en Komponenten des Lichtes anspricht, das aus der VG-Szene aufgenommen wird, und das ein Steuersignal erzeugt, das das Maß darstellt, bis zu welchem das Licht aus dem blauen Hintergrunddekor erzeugt worden ist. Dieses Steuersignal wird dann zur Steuerung der relativen Proportionen verwendet, in welchen die VG- und HG-Videosignale zur Erzeugung des zusammengesetzten Bildes gemischt werden.

Die Videosignale, die die HG-Szene darstellen, werden proportional unter Steuerung eines Signales eingeblendet, das in typischer Weise den Überschuß des blauen Lichtes über eine spezifizierte Funktion des grünen Lichtes, das aus der VG-Szene empfangen wird, darstellt. Diese Einblendung verringert die HG-Signale bis auf Null, wenn das VG-Blaulicht die Funktion nicht übersteigt, und überträgt die vollen HG-Signale, wenn der VG-Blauüberschuß seinen maximalen Wert hat, und zwar entsprechend einer Fläche des beleuchteten blauen Hintergrunddekors. Das Einblenden der VG-Farbsignale wirkt typischerweise nur auf das Blausignal und ist im wesentlichen ein Abkappvorgang, wobei das blaue VG-Signal auf einen Wert begrenzt wird,

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der nicht größer ist als eine spezifische Funktion des grünen VG-Signales.

Ein zusammengesetztes Bild, das nach vorliegender Erfindung erzeugt wird, kann die Form eines Videosignales besitzen, das für die Fernsehübertragung oder für die Videobandaufzeichnung geeignet ist, oder kann auf einem fotografischen Film, z.B. einem Film mit bewegten Bildern, der für eine herkömmliche optische Projektion geeignet ist, aufgezeichnet werden. Wenn vorliegende Erfindung für die zusammengesetzte Fotografie mit bewegten Bildern verwendet wird, ermöglicht vorliegende Erfindung eine höhere Betriebsgeschwindigkeit und eine weit höhere Flexibilität der Steuerung als dies bei bekannten fotografischen Vorgängen möglich ist.

Vorliegende Erfindung ermöglicht ferner, daß ein Regisseur auf einem Fernsehmonitor ein zusammengesetztes Bild der VG- und HG-Szenen während des Fotografierens der VG-Szene beobachtet. Beispielsweise kann die VG-Szene, die vor der Filmkamera liegt, auch von einer Fernsehkamera aufgenommen und elektronisch mit einer HG-Szene kombiniert werden, die von einem vorhandenen Film eingeführt wird. Das zusammengesetzte Bild auf dem Monitor ermöglicht dann, daß der Regisseur die VG-Aktion und Beleuchtung so auslegt, daß sie Elementen in der HG-Szene angepaßt ist.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Systems zur Durchführung der Erfindung und

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild, das einem -Teil der Fig. 1 entspricht und eine abgeänderte Ausführungsform darstellt.

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Wie in Pig. 1 gezeigt, ist die VG-Szene 10 vor dem beleuchteten Hintergrund 12 angeordnet und wird von der Fernsehkamera 20 aufgezeichnet. Die VG-Szene wird dabei durch die Lampe 14 beleuchtet, die keine spezielle Filterung erfordert. Wenn das HintBrgrundmaterial eine Reflexionskraft besitzt, die durch den Blaubereich des Spektrums begrenzt wird, kann sie durch die gleichen Lampen wie die VG-Ob£kte beleuchtet werden, obgleich zusätzliches Licht üblicherweise erwünscht ist. Wenn der Hintergrund eine weiße, lichtundurchlässige Oberfläche besitzt, kann er außerhalb des Bereiches der VG-Larapen 14 angeordnet sein und durch Speziallampen 16 mit Blaufiltern 17 beleuchtet oder auf andere Weise aufgebaut sein, damit nur blaues Licht austritt. Andererseits kann der Hintergrund aus einem durchscheinenden Material bestehen und von hinten beleuchtet sein, wobei die Farbe auf blau begrenzt wird, indem entweder blaues Material oder blaue Lampen oder beides verwendet werden.

Die Fernsehkamera 20 tastet die VG-Szene und den Hintergrund unter Steuerung eines Synchronisiersignales ab, das über die Leitung 22 aus dem Steuergerät 40 aufgenommen wird, und erzeugt auf den Leitungen 24, 25 und 26 entsprechende Videosignale, die den roten, grünen und blauen Farbkomponenten der Szene, mit R, G und B bezeichnet, entsprechen.

In Fig. 1 ist die HG-Szene als ein Film 32 mit bewegten Bildern vorgesehen. Dieser Film wird intermittierend durch den bekannten Mechanismus 31 in Abhängigkeit von entsprechend zeitgesteuerten Signalen, 'die über die Leitung 33 aus dem Steuergerät 40 aufgenommen werden, vorgeschoben. Jedes Einzelbild des Filmes 32 wird synchron mit dem VG-Abtastvorgang der Kamera 20 durch den Lichtpunktabtaster 30 abgetastet. Der Lichtpunktabtaster 30 wird durch ein Synchronisiersignal gesteuert, das über die Leitung 36 aufgenommen wird und durch das Steuergerät 40 in

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entsprechender Zeitbeziehung zu dem ähnlichen Abtaststeuer-

wi rd

signal, das an die Kamera 20 abgegeben wird, erzeugt^ Der wandernde Lichtpunkt auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 34 wird auf ein Einzelbild des Filmes 32 über die Linse 37 fokussiert, so daß das übertragene Licht 48 in Übereinstimmung mit der Farbe und der Dichte der HG-Szene bei dem sich rasch verschiebenden Beleuchtungspunkt modifiziert wird. Das übertragene Licht 48 wird in bekannter Weise durch die Zweifarbenspiegel 38 und 39 in rote, gründe und blaue Farbkomponenten zerlegt, die auf die entsprechenden Fotozellen 4l, 42 und 43 fallen. Die Ausgänge der Fotozellen auf den Leitungen 44, 45 und 46 sind Videosignale, die die roten, grünen und blauen Farbkomponenten der HG-Szene darstellen und mit R, G und B bezeichnet sind. Diese Signale und die VG-Komponenten-Videosignale auf den Leitungen 24, 25 und 26 werden in Jedem Augenblick aus direkt entsprechenden Stellen der VG-Szene und der HG-Szene erzeugt.

Die Farbkomponent ens ignal e für die VG- und HG-Szenen werden in der Mischeinrichtung 50 gemischt, so daß auf den Ausgangsleitungen 54, 55 und 56 Farbkomponentensignale für das gewünschte zusammengesetzte Bild erzeugt werden. Dieses zusammengesetzte Bild kann dann zur Anzeige gebracht werden, beispielsweise über eine Dreifarben-Kathodenstrahlröhre 58, in welcher der Abtaststrahl mit dem in der Kamera 20 und der Kathodenstrahlröhre über entsprechende Synchronisiersignale, welche über die Leitung 59 aus dem Steuergerät 40 eingeführt werden, synchronisiert ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, werden die Rot- und Grünkomponentensignale für die VG-Szene direkt über die entsprechenden Leitungen 24 und 25 in die Mischeinrichtung 2Q übertragen. Das Blaukomponentensignal wird durch die Schaltung 60 in Abhängigkeit von einem Eingangssteuersignal modifiziert, das über den Verstärker 64 entweder von dem grünen oder dem roten VÖr-Signal

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entsprechend der Stellung des Sehalters 66 erzeugt wird. Für normale VG-Szenen wird der Schalter 66 gewöhnlich in der gezeigten Stellung gehalten, wobei das Grünkomponentensignal aus der Leitung 25 in die Leitung 63 zur Steuerung der Schaltung 60 eingespeist wird, und diese Stellung wird zur besseren Übersicht der Beschreibung angenommen. Die Funktion der Schaltung 60 besteht dann im wesentlichen darin, daß das Grünkomponentensignal als gleitender Spitzenbegrenzer oder Klipper dem aus der Leitung 26 aufgenommenen Blausignal aufgegeben wird. Wenn das Blausignal gleich oder kleiner als der Grenzschwellwert ist, wird es ohne Modifizierung an die Ausgangsleitung und die Mischeinrichtung 50 überkragen.

Der auf diese Weise durch die Schaltung 60 dem VG-Blausignal aufgegebene Grenzschwellwert kann direkt gleich dem Grünsignal sein. Gewöhnlich bevorzugt man jedoch,eine Vorspannschaltung einzuführen, derart, daß der zulässige Maximalwert des Blausignales etwas schneller zunimmt als das Grün-steuersignal, und typischerweise einer bestimmten Funktion des Grünsignales entspricht. Eine derartige Vorspannung kann durch den Verstärker 64 eingeführt werden, der einen Verstärkungsfaktor M besitzt, welcher vorzugsweise variabel ist, wie durch die Steuerung 65 angedeutet. Eine Änderung des Wertes M gegenüber 1 auf etwa 1,5 reicht für die meisten Szenen aus. Die Begrenzungseinrichtung 60 begrenzt dann das blaue VG-Signal, das die Mischeinrichtung 50 erreicht, auf einen maximalen Wert, der gleich dem Grünsignal multipliziert mit M ist.

Wenn der Abtastvorgang der Kamera 20 durch den Blauhintergrund 12 beschränkt ist, sind die Grün - und Rotkomponentensignale notwendigerweise Null. Obgleich das Blausignal auf der Leitung 26 groß ist, wird es dann durch die beschriebene Begrenzungswirkung der Schaltung 60 auf Null reduziert. Wenn andererseits die Kamera 20 ein VG-ObJekt abtastet, hat die beschriebene

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Begrenzung der Blaukomponente gewöhnlich keinen Einfluß auf die Wiedergabe der normalerweise auftretenden VG-Farben.

Die Einblendung der HG-Szene wird in Fig. 1 durch die Schaltung IO eines Steuersignales E , das über die Leitung 72 eingespeist wird, vorgenommen. Dieses Steuersignal wird durch die Farbdiskriminierschaltung 74 erzeugt, welche das blaue VG-Signal aus der Leitung 26 über die Begrenzungseinrichtung f6 und die Leitung 77* und ferner ein Bezugssignal aus der Leitung 79 aufnimmt. Dieses Bezugssignal ist das gleiche wie das Steuersignal für die Begrenzungseinrichtung 60.

Die Schaltung 74 ist in typischer Weise ein Differentialverstärker, und das Ausgangssignal E auf der Leitung 72 stellt im wesentlichen den Überschuß des blauen VG-Signales über das Eingangsbezugssignal aus der Leitung 79 dar. Wenn das Bezugssignal das blaue Signal übersteigt, wird der Ausgang gleich Null. Das eingegebene blaue Signal jedoch wird vorzugsweise zuerst durch die veränderliche Begrenzungseinrichtung j6 auf einen Wert begrenzt, der mit B bezeichnet wird und der bei 78 einstellbar ist. B 'wird nicht größer gemacht als der Wert, der dem am geringsten beleuchteten Teil des Hintergrundes 12 entspricht. Es ist dann unerheblich, ob der Hintergrund sehr gleichförmig beleuchtet wird, solange alle Bereiche wenigstens die gewählte Schwellwert;intensität aufnehmen. Dabei wird B_Q üblicherweise auf den Pegel gebracht, der der maximalen Be- · leuchtung der VG-Gegenstände entspricht.

Wenn die Kamera 20 den Hintergrund abtastet, ist das Bezugssignal auf der Leitung 79 etwa Null. Das Steuersignal E₀ stellt dann den vollen Wert des eingegebenen Blausignales entsprechend der Schwellwert- oder minimalen Beleuchtung des Hintergrundes 12 dar. Wenn die Kamera 20 ein VG-Objekt abtastet,

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ist das Steuersignal E_n gewöhnlich aus zwei Gründen scharf reduziert. Erstens ist der Blaugehalt des VG-Objektes normalerweise wesentlich geringer als die beschriebene Schwellwertbeleuchtung des blauen Hintergrundes. Zweitens haben die meisten VG-Objekte einen beachtlichen Grüngehalt, so daß das Bezugssignal auf der Leitung 79 beachtlich ist. Eine Subtraktion des Bezugssignales von dem eingegebenen Blausignal vermindert weiterhin den Wert von E . Bei allen gewöhnlichen, lichtundurchlässigen VG-Objekten ist der Grüngehalt (insbesondere nach der Verstärkung bei 64) gleich dem Blaugehalt oder übersteigt diesen, so daß E_n Null ist. Spezielle Fälle einschließlich der transparenter oder teilweise transparenter VG-Objekte werden weiter unten näher erläutert.

Die Einblendschaltung 70 für die HG-Szene weist im wesentlichen drei Verstärker Yl, 73 und 75 mit verschiedenem Verstärkungsgrad für die entsprechenden Farbkomponenten auf. Jeder Verstärker nimmt das Steuersignal E_n aus der Leitung 72 auf und verstärkt sein HG-Farbkomponentensignal mit einem Verstärkungsfaktor, der proportional E_n ist. Wenn somit E Null ist, wirken die Verstärker der Schaltung 70 als geöffnete Schalter, und die Mischeinrichtung 50 nimmt keinen Eingang entsprechend der VG-Szene auf. Wenn andererseits E seinen maximalen Wert entsprechend dem Hintergrund 10 erreicht hat, werden die HG-Signale mit der vollen normalen Amplitude in die Mischeinrichtung 50 übertragen. Für Zwischenwerte von E , die hauptsächlich teilweise transparenten Objekten der VG-Szene entsprechen, werden HG-Farbkomponentensignale gleichförmig geschwächt und »ergeben für die Mischeinrichtung 50 nur einen entsprechenden Bruchteil der HG-Helligkeit, die von der HG-Abtasteinrichtung 30 abgefühlt wird.

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Zur vollständigeren Beschreibung der Arbeitsweise des Systems nach Fig. 1 sei zuerst angenommen, daß alle VG-Farben einen Blaugehalt besitzen, der gleich groß oder kleiner als der Grüngehalt ist. In der Praxis trifft dies zu, wenn die Farben blau und majrigentarot bei den Objekten der VG-Szene nicht auftreten. Magentarot wird als blau plus rot mit wenig oder keinem Grünanteil definiert. Alle Objekte der Grauskala von schwarz bis weiß haben gleiche Blau- und Grünanteile. Die Farbe zyan enthält gleiche Mengen an blau und grün mit wenig oder keinem Rotanteil. Im Falle von Rot, Gelb, Grün, Gold, Kupfer und fleischfarbenen Tönen ist der Blaugehalt geringer als der Grüngehalt.

Für alle solche Farben kann der Vorspannverstärker 64 auf einen Verstärkungsfaktor von 1 eingestellt werden. Die Begrenzungseinrichtung 60 überträgt dann in die Mischeinrichtung 50 nur so viel von dem eingegebenen Blausignal aus der Leitung 26, wie dem Grünsignal aus der Leitung 25 entspricht. Dies beeinflußt die Farbe von lichtundurchlässigen VG-Objekten nicht, da ihr Blaugehalt den Grüngehalt nicht übersteigend angenommen worden ist.

Das Steuersignal E ist dann direkt gleich B_ - Q, wobei B

O OO

den Ausgang aus der Begrenzungseinrichtung 76 und G das GrUnkomponentensignal auf der Leitung 25 darstellt. An jeder Stelle des Hintergrundes hat das Steuersignal den vollen Wert B_Q, während bei jedem lichtundurchlässigen Objekt der VG-Szene das Steuersignal Null ist, da angenommen worden ist, daß der Blaugehalt den Grüngehalt nicht übersteigt. Somit schaltet die HG-Einblendwirkung der Schaltung 70 die HG-Farbsignale zwischen voller Übertragung in die Mischeinrichtung 50, wenn der Hintergrund 10 abgetastet wird, und voller Unterdrückung, wenn ein VG-Objekt abgetastet wird. Somit ist eine Nullüber-. lagerung der HG-Szene auf einem beliebigen lichtundurchlässigen

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Objekt der VG-Szene eine Nullverschleierung der HG-Szene durch blau, das aus dem Hintergrund 10 stammt, und eine vollständig korrekte Farbwiedergabe der beiden VG- und HG-Objekte vorhanden.

Unter den gleichen Annahmen wie für die VG-Farben gibt das System gemäß der Erfindung in korrekter Weise die meisten Objekte des VG wieder, die teilweise transparent oder durch die Bewegung verwischt sind. Beispielsweise reflektiert ein voll beleuchtetes weißes VG-Objekt, das 50#ig transparent ist, gleiche Menge an blau, grün und rot, jedoch nur mit der Hälfte der Intensität, die bei einem lichtundurchlässigen, weißen Objekt erhalten würde. Die Grün- und Rotkomponentensignale von einem solchen Objekt sinddeshalb die Hälfte des normalen Maximums. Das Blaukomponentensignal hat den vollen maximalen Wert, der sich zur Hälfte aus dem vom Objekt reflektierten Blaulicht und zur Hälfte aus dem Blaulicht von dem Hintergrund ergibt, das durch das Objekt bis 50# übertragen wird. Dieses Blausignal wird durch die Begrenzungseinrichtung 6o auf den gleichen Pegel wie das Grünsignal reduziert, so daß der Gesamtbeitrag aus der VG-Szene auf die Mischeinrichtung 50 weißes Licht mit der Intensität darstellt, die tatsächlich von dem Objekt reflektiert wird. Die HG-Farbsignale werden ebenfalls um 50# reduziert, da das Steuersignal E=B-G die Hälfte seines maximalen Wertes hat. Dieses Ergebnis folgt aus der Einstellung der Begrenzungseinrichtung 76, damit B_Q gleich der vollen normalen Blaureflexion von einem lichtundurchlässigen, weißen VG-Objekt wird. Die Grünreflexion G aus dem vorhandenen, teilweise transparenten Objekt ist dann gleich der Hälfte von B . Der Ausgang aus der Mischeinrichtung 50 stellt somit in korrekter Weise gleiche Anteile aus den VG- und HG-Szenen dar.

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Eine entsprechende Analyse zeigt, daß das System eine exakte Wiedergabe auch für andere Werte der Durchlässigkeit als 50$ und für alle VG-Farben mit einem gleichen Blau- und Grüngehalt ergibt. Solche Farben umfassen nicht nur die Grauskala, sondern auch rot, fleischfarbene Töne, rosa und zyan. Wenn jedoch der VG eine Farbe umfaßt, die einen Blaugehalt besitzt, der wesentlich kleiner als der Grüngehalt ist, beispielsweise ein stark gesättigtes Grün oder Gelb, werden solche Farben bis zu einem gewissen Grad verzeichnet, wenn sie auf transparenten Objekten oder an Kanten auftreten, die durch die Bewegung verwischen. Für ein grünes VG-Objekt mit einer 5Ö#igen Transparent entspricht beispielsweise das Blausignal der halben Helligkeit des Hintergrundes durch den sich bewegenden Gegenstand betrachtet, und das Grünsignal besitzt auch die Hälfte seines normalen Wertes, der zyan ergibt. Die HG-Sj^zene erscheint nicht durch die verwischte Kante, da die gleichen blauen und grünen VG-Signale ein HG-Steuersignal E=O ergeben. Glücklicherweise treten sehr satte Farben, z.B. helles Grün und Gelb, selten in VG-Objekten auf. Darüber hinaus gilt die beschriebene Farbverzeichnung nur für teilweise transparente Objekte oder für Kanten, die durch Bewegung verwischt sind.

Die oben getroffene Annahme, daß die VG-Objekte keine blauen Farben enthalten, ist nicht immer durchführbar. Insbesondere sind pastellblaue Farben, wie z.B. in blauen Augen, in hohem Maße ungesättigt und enthalten einen hohen Anteil von weiß. Der Blaugehalt derartiger Blaupastellfarben überschreitet in typischer Weise den Grüngehalt um einen Faktor in der Größen-' Ordnung von 5 bis 25#. Alle Farben, die diese Eigenschaft besitzen, werden gemäß vorliegender Erfindung durch geeignete Vorspannung der Steuerstromkreise angepaßt.

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Diese Vorspannung wird in tpyischer Weise in Fig. 1 durch den Vorspannverstärker 64 dargestellt, der das Grünsignal um den Faktor M verstärkt. Betrachtet man zuerst die VG-Steuerung, so vergrößert die Vorspannwirkung den Pegel um den Faktor M, auf den das Blausignal durch die Begrenzungseinrichtung 60 beschnitten wird. Wenn z.B. M = 1,25> wird eine VG-Farbe, die 25$ mehr Blau als Grün enthält, noch in korrekter Weise wiedergegeben, da die Begrenzungseinrichtung 60 das Blausignal ohne Reduzierung auf die Mischeinrichtung 50 überträgt. Während der Abtastung des blauen Hintergrundes 12 wird das resultierende große Blausignal durch die Begrenzungseinrichtung 60 auf Null reduziert, da das Fehlen jeglichen Grünlichtes aus dem Hintergrund den Abkappegel zu Null macht. Da die beschriebene Vorspannwirkung unabhängig von dem Rotgehalt ist, ergibt sich eine einwandfreie Wiedergabe solcher Farben wie niedriggesättigtem Magenta, die rot mit den beschriebenen wechselnden Proportionen von blau und grün kombinieren.

In bezug auf die Einblendung der HG-Szene erzeugt die Differenzschaltung 74 dann, wenn der Vorspannverstärker 64 auf einen Verstärkungsgrad von 1,25 eingestellt wird, ein HG-Steuersignal E_n, das gleich dem Überschuß des Blausignales über das 1,25fache des Grünsignales ist. Somit ist E Null für ein hellblaues VG-

Objekt, wie auch für alle anderen Farben mit einem Blaugehalt, der nicht größer als das l,25fache des Grüngehaltes ist. Deshalb werden solche VG-Farben ohne jede Überlagerung von Licht aus der HG-Szene reproduziert.

Die Anwendung der eben beschriebenen Vorspanntechnik hat den Nachteil, daß der Bereich von VG-Farben erw/eitert werden kann, die den vorbeschriebenen Farbverzeichnungen ausgesetzt sind, welche an verschwommenen Kanten oder sonstwie teilweise transparenten Flächen auftreten. Die meisten der Farben, für die diese Verzeichnungen angetroffen werden, enthalten einen

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Blaugehalt, der wesentlich kleiner ist als der Grüngehalt, und werden selten verwendet.

Falls es erwünscht 1st, Farben zu verwenden, die wesentlich mehr Grün als Blau für die VG-Objekte enthalten, welche einem Verschwimmen unterworfen sind, kann die Tendenz zur Farbverzeichnung oft dadurch reduziert werden, daß der Verstärkungsfaktor des Vorspannverstar-kers 64 auf einen Wert kleiner als eingestellt wird. Dies beeinflußt die Reproduktion von nichtverschwommenen VG-Flächen nur, wenn ihr Bladgehalt nahezu gleich dem Grüngehalt ist, und es ist häufig möglich, solche Farben in einer speziellen Szene zu vermeiden. Somit kann eine sorgfältige Wahl von Farbkombinationen und eine entsprechende Einstellung der Vorspannung -kasn üblicherweise die Farbverzeichnung bis zu vernachlässigbaren Anteilen reduzieren.

Falls es erwünscht ist, brilliante oder hoengesättigte Magenta in einer speziellen Szene zu verwenden, wird der Schalter 6 von der in Fig. 1 gezeigten Stellung umgeschaltet. Die Steuerstromkreise werden dann in der beschriebenen Meise betrieben, mit der Ausnahme, daß durchgehend Rot anstelle von Qrün ersetzt wird, was den Austausch von Magenta und Zyan mit einschließt. Viele Farben, insbesondere einschließlich Pastellfarbtönen, mit einem hohen Weißgehalt werden in gleicher Weise mit de-m Schalter 66 in einer der beiden Positionen reproduziert. Die Tatsache, daß der Schalter 66 gewöhnlich in der gezeigten Stellung steht, ist nicht auf eine Besonderheit des Systemes zurückzuführen, sondern ergibt sich aus der relativ größeren Häufigkeit des Auftretens oder der Verwendung von Farben, die auf zyan (blau plua grün) bezogen sind als auf Farben, die auf magenta (blau plus rot) bezogen sind.

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Viele Stromkreiseinzelheiten, die in einem praktischen System vorgesehen wären, sind in Fig. 1 aus Gründen der einfacheren Darstellung weggelassen. Solche Merkmale umfassen beispielsweise optische und elektronische Filter, Vorspann- und Abschneideschaltungen, Phasensteuervorrichtungen zur Aufrechterhaltung der geeigneten Phasenbeziehungen zwischen den verschiedenen Signalen und Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor für solche Zwecke wie z.B. die Einstellung des effektiven Kontrastes oder Gamma der verschiedenen Farbkomponenten,Ausgleieh der Stromkreisverstärkung, Kompensierung der Filterverluste und Kompensierung der relativen spektralen Empfindlichkeit bestimmter fotografischer Emulsionen oder einer Ausgangskathodenstrahlröhre. Solche Verstärker können in be-

sie

kannter Weise ausgelegt werden, damit ein nichtlineares Ansprechen ergeben, beispielsweise zur Kompensierung fotografischer Effekte an den Spitzenteilen der charakteristischen Kurve einer fotografischen Emulsion. SignalSteuerungen solcher Anordnungen sind an sich bekannt und können vorgesehen werden, wenn sie für zweckmäßig gehalten werden, um den Forderungen eines bestimmten Systems zu genügen.

Die Farbkomponenten-Videosignale für die VG-Szene und für die HG-Szene können direkt aus der Szene mit Hilfe einer Fernsehkamera aus einem Film mit bewegten Bildern oder in einer beliebigen anderen Meise erzeugt werden. Die Kathodenstrahlröhre 58 aus der Fig. 1 stellt hauptsächlich eine Monitoranzeigeröhre dar, soll aber auch Jede gewünschte Art von Fernsehausgabegerät darstellen, wie z.B. ein Videoaufzeichnungsgerät oder eine Fernsehübertragungsstation.

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Wenn das zusammengesetzte Bild hauptsächlich zur Darstellung eines bewegten Bildes vorgesehen ist, ist es häufig zweckmäßig, zuerst die Aufzeichnung eines bewegten Bildes der HG-Szene zu erstellen. Die HG-Szene kann dann mit einer Filmkamera gegen einen beleuchteten Hintergrund fotografiert werden. Während dieses Vorganges kann eine Fernsehkamera so angeordnet werden, daß sie gleichzeitig die HG-Szene aufzeichnet. Beispielsweise kann ein teilweise reflektierender Spiegel 82 äquivalente Strahlen in eine Filmkamera 80 und in eine Fernsehkamera 20 einführen. Die Einrichtung nach Fig. 1 kann dann ein zusammengesetztes Bild auf einem Monitor, z.B. einer Kathodenstrahlröhre 58 zur Führung des Kameramannes oder Regisseurs während des Fotografierens der HG-Szene erzeugen. Dann können als ein getrennter Schritt die Filme mit bewegten Bildern der VG- und HG-Szenen entweder durch bekannte fotografische Techniken oder nach vorliegender Erfindung zusammengesetzt werden.

Das zusammengesetzte Farbbild, das durch die Videosignale dargestellt wird, welche von der Mischeinrichtung auf den Leitungen 5^> 55 und 56 erzeugt werden, kann auf einem Film mit bewegten Bildern auf verschiedene" Weise aufgezeichnet werden. Beispielsweise kann die Schirmfläche der Farbkathodenstrahlröhre 58 in Fig. 1 auf einem unbelichteten fotografischen Farbfilm abge-

bildet werden, ähnlich wie die Fläche der Röhre J>k auf dem Film 32 abgebildet wird. ,Jedoch läßt sich eine höhere Auflösung üblicherweise mit einer Kathodenstrahlröhre mit Weißlichtphosphor erzielen. Fig. 2 stellt schematisch ein System zur Aufzeichnung von Farbvideosignalen auf einem Farbfilm mit Hilfe einer derartigen Kathodenstrahlröhre mit hoher Auflösung, dar. Die Abänderung des Systems, bei dem der Farbfilm durch drei Farbtrennungsaufzeichnungen auf Schwarz-Weiß-Film ersetzt wi.rd< , ist dem Fachmann bekannt.

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In Fig. 2 sind die Eingangssignale in die Mischeinrichtung 50 auf den Leitungen 24, 25 und 62 aus der VG-Szene und auf den Leitungen 44a, 45a und 46a aus der HG-Szene in typischer Weise aus vorher vorbereiteten Bewegungsbildern oder Videoaufzeichnungen hergestellt und werden durch einen Mechanismus eingeblendet, wie er z.B. in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben ist. Die Kathodenstrahlröhre 100 nach Fig. 2 ist eine Röhre mit hoher Auflösung mit Weißlichtphosphor, wobei die Strahlintensität über die Leitung 96 gesteuert wird und wobei der Abtast- ή mechanismus durch ein Abtaststeuersignal synchronisiert wird, das auf der Leitung 96 aus dem Steuergerät 40a aufgenommen wird. Dieses Steuergerät entspricht dem Steuergerät 40 nach Fig. 1, hat jedoch zusätzliche Funktionen. Der Mechanismus 90 weist eine Schaltvorrichtung üblicher Art zur Übertragung eines ausgewählten von drei Far bicomponent en aufweisenden zusammengesetzten Videosignalen, die auf den entsprechenden Leitungen 54, 55 und 56 aus der Mischeinrichtung 50 aufgenommen werden, in Abhängigkeit von einem Farbsteuersignal, das über die Leitung 94 aus dem Steuergerät 40a eingespeist wird, auf die Ausgangsleitung 92 auf. Die sichtbare Farbe der Schirmfläche der Röhre 100 wird synchron mit der Farbauswähleinrichtung 90 durch das Farbfilterrad 102 verschoben, das Sektoren aus einem Filter- ^ material der entsprechenden Farben aufweist. Das Rad 102 wird durch einen Schrittschaltmechanismus 10j5 in Abhängigkeit von einem Farbsteuersignal auf der Leitung 105 geschaltet.

Der Schirm der Kathodenstrahlröhre 100 wird durch die Linsen 107 auf dem nichtbelichteten Farbfilm 104 abgebildet. Dieser Film wird Bild um Bild mit Hilfe des intermittierenden Vorschubes 106 und der Steuerung eines Synchronisiersignales weiterbewegt, das auf der Leitung 8 aus dem Steuergerät 40a aufgenommen wird. Jedes Signal kann aus der Leitung 33 in der dargestellten Weise erzeugt werden, da es zeitlich auf das

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Steuersignal bezogen ist, das der intermittierend arbeitenden Vorschubeinrichtung 31 nach Fig. 1 aufgegeben wird. Nach jeder vollständigen Abtastung der Bildfläche bewirkt ein Farbsteuersignal, daß der Farbwähler 90 und das Farbrad 102 die auf den Film 104 gegebene Farbe verschieben. Nach jeder vollständigen Folge von drei aufeinander folgenden Farben wird der Film 104 auf das nächste Bild vorgeschoben, wobei gleichzeitig der Film oder ein anderes Medium, aus dem die VG- und HG-Szenen erhalten werden, vorgeschoben wird. Somit wird die Belichtung eines jeden Einzelbildes des Farbfilmes 104 aus aufeinanderfolgend aufgegebenen Teilbelichtungen aufgebaut, wobei jede eine der Farbkomponenten des zusammengesetzten Bildes darstellt.

Ein System, wie es beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist, braucht nicht im Echtzeitbetrieb zu arbeiten, sondern kann mit einer beliebigen, zweckmäßigen Geschwindigkeit betrieben werden. Das Abtastschema kann deshalb so viele Leitungen wie gewünscht aufweisen und die Abtastgeschwindigkeit kann verlangsamt werden, damit eine hohe Auflösung erzielt wird.

Wenn die VG- oder HG-Szene aus einer fotografischen Aufzeichnung, z.B. aus einem Film mit bewegten Bildern, gewonnen wird, muß entweder eine positive oder eine negative Aufzeichnung verwendet werden. Wird eine negative fotografische Aufzeichnung abgetastet, wird jedes Video-Farbkomponentensignal in typischer Weise elektronisch umgewandelt, damit es äquivalent einem Signal wird, das direkt aus einem fotografischen Positiv gewonnen wird. Zur raschen Erzeugung eines zusammengesetzten Farbdruckes mit bewegten Bildern zur Betrachtung beispielsweise der Nachrichten vom nächsten Tag wäre es häufig zweckmäßig, einen Negativfarbfilm als VG-Aufzeichnungsträger, einen Positivfarbfilm als HG-Aufzeichnungsträger und einen Positivfarbrohfilm zur Aufzeichnung des zusammengesetzten Bildes zu verwenden.

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Claims

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Patentansprüche;

ζ Iy Elektronisches System zur Erzeugung eines zusammengesetzten Farbbildes entsprechend einer Vordergrundszene und einer Hintergrundszene (VG- und HG-Szene), gekennzeichnet durch

eine auf Farbe ansprechende Einrichtung zum gleichzeitigen
elektronischen Abtasten der VG-Szene gegen einen beleuchteten Hintergrund und der HG-Szene zur Erzeugung von VG- und HG-Parb- j komponenten-Videosignalen entsprechend wenigstens drei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen des sichtbaren Spektrums,
wobei die Hintergrundbeleuchtung im wesentlichen auf einen der Wellenlängenbereiche begrenzt ist,

eine Mischeinrichtung zum elektrischen Mischen von VG- und HG-Eingangssignalen für die entsprechenden Wellenlängenbereiche zur Erzeugung eines Satzes von zusammengesetzten Ausgangssignalen,

eine Begrenzungseinrichtung, die das VG-Farbkomponenten-Videosignal für den einen Wellenlängenbereich auf einen maximalen Wert begrenzt, der sich direkt mit dem VG-Farbkomponenten-Video- I signal für einen ausgewählten der anderen Wellenlängenbereiche ändert, und zur Einspeisung des begrenzten VG-Farbkomponenten-Videosignales und der anderen VG-Farbkomponentensignale als
VG-Eingangssignale in die Mischeinrichtung,

eine Einblendvorrichtung, die auf die VG-Farbkomponenten-Videosignale für den einen Wellenlängenbereich und für den ausgewählten Wellenlängenbereich anspricht und so wirkt, daß als HG-Eingangssignale in die Mischeinrichtung ein veränderlicher Bruchteil der entsprechenden HG-Farbkomponenten-Videosignale eingespeist wird, wobei dieser Bruchteil dem Überschuß des VG-Farbkomponenten-Videosignales für den einen Wellenlängenbereich
über eine ausgewählte Funktion des VG-Farbkomponenten-Video-

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signales für den ausgewählten Wellenlängenbereich entspricht,

und eine Einrichtung zur Auswertung der Ausgangssignale aus der Mischeinrichtung als zusammengesetzte Fabkomponenten-Videosignale zur Erzeugung des zusammengesetzten Farbbildes.

2. Elektronisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Bezugssignales aufweist, die das Produkt des VG-Farbkomponenten-Videosignales für den ausgewählten Wellenlängenbereich mit einem Faktor, der normalerweise größer als 1 ist, aufweist, und daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die den maximalen Wert des VG-Farbkomponenten-Videosignales für den einen Wellenlängenbereich auf das Bezugssignal begrenzt.

3. Elektronisches System nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur einstellbaren Veränderung des Wertes des Faktors.

4. Elektronisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblendei'nrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bezugssignales aufweist, das im wesentlichen das Produkt des VG-Farbkomponenten-Vldeosignales für den ausgewählten Wellenlängenbereich mit einem Faktor, der normalerweise größer als" 1 ist, darstellt, daß ei,ne Einrichtung ein elektrisches Steuersignal erzeugt, welches im wesentlichen dem Überschuß des VG-Farbkomponenten-Videosignales für den einen Wellenlängenbereich über das Bezugssignal gleich ist, und daß eine Einrichtung die HG-Farbkomponenten-Videosignäle unter Steuerung des Steuersignales dämpft und die gedämpften Signale als Hintergrundeingangssignale in die Mischeinrichtung einspeist.

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'5. Elektronisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' daß die Abgabevorrichtung eine Vorrichtung zur Auswertung der Ausgangssignale &\s zusammengesetzte Farbkomponenten-Videosignale zur Erzeugung eines zusammengesetzten Fernsehbildes aufweist.

6. Elektronisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabevorrichtung eine Vorrichtung zur Auswertung der Ausgangssignale als zusammengesetzte Farbkomponenten-Videosignale zur Erzeugung eines zusammengesetzten Filmes mit bewegten Bildern aufweist.

7. Elektronisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die VG-Szene mit ihrem Hintergrund und die HG-Szene entsprechende Farbbildfilme aufweist, daß die die Szene abtastende Vorrichtung so arbeitet, daß die Filme mit bewegten Bildern synchron Einzelbild um Einzelbild abgetastet werden, wobei die Abtastung jedes Einzelbildes nacheinander einmal für jeden Wellenlängenbereich durchgeführt wird, und daß die Ausgangsvorrichtung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Lichtstrahles aufweist und bewirkt, daß der Lichtstrahl bestimmte fotografische Filmemulsionen für die entsprechenden Wellenlängenbereiche abtastet, um die Emulsionen Einzelbild um Einzelbild synchron mit der die Szene abtastenden Vorrichtung zu belichten, daß eine Vorrichtung die Intensität des Lichtstrahles und der Steuerung des entsprechenden Ausgangssignales als Zusammengesetzes Farbkomponenten-Videosignal während jeder Abtastung ändert, und daß eine Vorrichtung die belichteten Emulsionen verarbeitet, damit ein zusammengesetztes Farbbewegungsbild erzeugt wird.

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8. .Elektronisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsionen entsprechende Schichten eines Farbfilmes aufweisen.

9· Elektronisches System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsionen Emulsionen von entsprechenden fotografischen Schwarz-Weiß-Filmen sind und daß die belichteten und entwickelten Emulsionen Farbtrennungsaufzeichnungen darstellen.

10. Elektronisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Wellenlängenbereiche die blauen, grünen und roten Bereiche des sichtbaren Spektrums darstellen, wobei der eine Bereich der blaue und der ausgewählte Bereich der grüne sind.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung das VG-Blausignal auf einen maximalen Wert begrenzt, der etwa gleich dem Produkt des VG-Grünsignales und einem ausgewählten Faktor ist.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte Faktor einen Wert zwischen etwa 1 und 1,5 besitzt.

13. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblendvorrichtung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Steuersignales aufweist, das den Überschuß des VG-Blausignales über das Produkt des VG-Grünsignales und einem ausgewählten Faktor mit einem Wert zwischen 1 und 1,5 darstellt, daß eine Vorrichtung die HG-Farbkomponentensignale mit einem Bruchteil multipliziert, der sich direkt mit dem Steuersignal ändert und für Nullwerte des Steuersignales Null ist, und daß eine Vorrichtung die resultierenden HG-Farbkomponenten-Signale als Hintergrundeingangssignale in die Mischeinrichtung einspeist.

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I5.2.I97I W/He - 23 - A/p 7064

14. Elektronisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Farbe ansprechende Einrichtung zum elektronischen Abtasten der VG-Szene gegen einen beleuchteten Hintergrund eine Fernsehkamera aufweist, und das System ferner eine Filmkamera mit einem Betrachtungsfeld besitzt, das im wesentlichen mit dem Betrachtungsfeld der Fernsehkamera zusammenwirkt und mit dieser synchron betrieben wird, und daß die Vorrichtung zur Auswertung der Ausgangssignale aus der Mischeinrichtung eine elektronische Anzeigevorrichtung zur Echtzeitanzeige des zusammengesetzten Bildes besitzt, das durch den Satz von zusammengesetzten Videosignalen dargestellt sind.

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