DE2718096C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Synchronisieren von Fernsehkameras, insbesondere von Bildfernsprechern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren -<nd eine Schaltungsanordnung zum Synchronisieren von Fernsehkameras, insbesondere von Bildfernsprechern, die für eine Konferenz zusammengeschaltet sind, bei der die Bilder auch weit voneinander entfernter Konferenzteilnehmer zu einem Gesamtbild zusammengesetzt übertragen und auf dem Bildschirm jedes Teilnehmers wiedergegeben werden (GB-PS 1173 918, DE-OS 22 49 21.3, DE-PS 21 04 337).

Zur Bildmischung und Überblendung müssen die BAS-Signale der einzelnen Kameras oder auch Video-Rekorder synchron zueinander stehen, d. h. Zeile und Halbbild aller interessierender Bilder müssen an der jeweiligen Mischzentrale übereinstimmen. Dies ist beispielsweise dann erforderlich, wenn das auf dem Bildschirm der Bildfernsprecher, die für eine Konferenz zusammengeschaltet sind, erscheinende Bild aus den Bildern mehrerer Konferenzteilnehmer auf elektrischem Wege zusammengesetzt werden soll. Bei weit voneinander entfernten Bildfernsprechern spielt die unterschiedliche Laufzeit der Signale eine wesentliche Rolle, so daß eine einfache Taktsynchronisation der Endgeräte über die dort ankommende Monitorsignale nicht ausreicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur phasenmäßigen Synchronisation der Videosignale mehrerer Bildfernsprecher zu schaffen, wobei zur externen Synchronisation der entfernten Bildfernsprecher keine zusätzlichen Übertragungsstrecken aufgewendet werden und die Synchronisierung ohne individuelle Voreinstellung erfolgt.

Die Erfindung löst die Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 5 angegebenen Merkmalen.

Das Steuersignal zur externen Synchronisierung wird also nicht analog, sondern in digitaler Form als Codewort in einer mit Bildsignalen nicht belegten Zeile übertragen. Das Steuersignal enthält also in binär codierter Form die Information über den Phasenunterschied zwischen dem Kameratakt und dem Meistertakt der zentralen Steüe. Durch diese Codierung wird der Steuerimpuls nicht im Bildsignal übertragen, so daß die vorhin aufgezeigten Schwierigkeiten bei der Rückgewinnung der Taktinformation überhaupt nicht auftreten.

In dem entfernten Bildfernsprecher wird das Codewort decodiert und der Kamerataktgeber zu Beginn des nächsten Vollbildes entsprechend dem Phasenunterschied so gesetzt, daß im folgenden Vollbild exakte Synchronisation in der zentralen Stelle erreicht ist.

Dadurch, daß dieses Synchronisieren in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt wird, werden die Toleranzen der voreingestellten Quarzoszillatoren der einzelnen Bildfernspreeher ausgeglichen. Obgleich also nicht jedes Bild und jede Bildzeile gesondert synchronisiert wird, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, ergeben sich keine sichtbaren Bildverschiebungen bei der Bild' Wiedergabe.

Aus der L)S-PS 35 25 808 ist es bekannt, ein Steuersignal zu erzeugen, das in binär codierter Form

dje Information Ober den Phasenunterschied zwischen Kamera-und Meistertakt des' zentralen Stelle enthält. Die Codierung wird aber nicht im Bildsignal Obertragen. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Anhand der Zeichnung wird im folgenden die Erfindung näher beschrieben und erläutert Dabei zeigt F i g. 1 ein Prinzipschaltbild der Einrichtungen, die zum Synchronisieren der Fernsehkamera zweier Bildfernsprecher verwendet werden, ι ο

F i g. 2 den zeitlichen Verlauf der einzelnen Signale auf den Leitungen, die

Fig.3 und 4 den Kurvenverlauf von Signalen, mit denen sichergestellt ist, daß die Zählung nur mit der vertikalen Austastlücke zu Beginn eines Vollbildes als Ausgangsbasis für das Synchronisieren verwendet wird. An einer Fernsehkonlferenz r.ind mindestens drei Bildfernsprecher ÄFbeteiligt, von denen einer, der hier im BFI bezeichnet ist, als steuernde zentrale Stelle Z dient. An dieser Stelle sind die übrigen Bildfernsprecher angeschlossen, von denen hier nur einer, der Bildfemjprscher CFi am Ort V gezeigt ist. Auf ähnliche Weise sind auch die anderen Bildfernsprecher einer .⁷ernsehkonferenz mit der zentralen Stelle Z verbunden und werden von dieser synchronisiert

Bildfernsprecher werden gewöhnlich über öffentliche oder private Vermittlungsanlagen zusammengeschaltet Da diese zum Verständnis der Erfindung nicht notwendig sind, wurden sie, genau auch wie die Fernsprecher zur Tonübertragung, nicht eingezeichnet, so

Die Takte des Bildlernsprechers BF2 an der zentralen Stelle Z werden als Meistertakte zum Fremdsynchronisieren aller Fernsehkameras verwendet

Jeder der Bildfernspredier ßFbesitzt einen Quarzoszillator, der den Steuertak.t für die einzelnen erforderlichen Impulse der eigenen Aufnahmekamera liefert. Wie diese Impulse und zu weichen Zeitpunkten sie erzeugt werden, spielt für die Erfindung keine Rolle und ist deshalb nicht näher beschrieben. Vor dem Zusammen- <so schalten meh erer Bildfemsprecher zu einer Konferenz treten diese Takte zu unterschiedlicher Zeit auf. bevor sie nicht durch ein besonderes Steuersignal von der zentralen Stelle Z aus synchronisiert werden. So ist beispielsweise gemäß Fi g. 2 die vertikale Austastlücke des Bildfernsprechers BFi von der des Bildfernsprechers BF2 eine Zeit 11 entfernt Di.s ist ein Teil der Zeitdauer des gesamten Vollbildes /2 Es wird angenommen, daß im vorliegenden Falle ein Vollbild aus zwei Halbbildern zusammengesetzt ist, wobei zu Beginn des ersten Halbbildes, also eines Vollbildes, eine größere vertikale Austastlücke, und zu Beginn des zweiten Haibbildes, eine kleinere Austastlücke übertragen werden.

Um nun zwischen einer kleinen und einer großen Austastlücke unterscheiden zu können, d. h. um den Beginn eines neuen Vollbildes festzustellen, kann man eine Schaltungsanordnung verwenden, die die in den Fig. 3 und 4 gezeigten Kurvenzügs bildet und auswertet. In Fig. 3 sind die Vorgänge beim ersten Halbbild und in Fig. 4 die beim zweiten Halbbild dargestellt

Die Kürvenzüge 1 beginnen jeweils mit einer vertikalen Austastlücke. Diesen vertikalen schließen sich in festgelegten zehlichen Abständen horizontale Austastlücken an.

Die Impulse nach Kurvenzug 1 werden integriert und Ober einen Schmitt-Trigger geleitet, der beim über* schreiten eines Schwellwertes anspricht (Kurvenzug 2) und einen Impuls (Kurvenzug 3) erzeugt, wenn eine gewisse, einstellbare Schwelle überschritten wird. In F i g. 3 ist das der Fall, in F i g. 4 nicht, weil die vertikale Austastlücke zu schmal ist Dementsprechend erscheint auch nur in Fig.3, Kurvenzug 4, ein Startimpuls für Bildzähler, dessen Vorderflanke von der Rückflanke der vertikalen Austastlücke, und dessen Rückflanke von der Rückflanke des Schmitt-Trigger-Impulses gebildet wird. Zu Beginn des zweiten Halbbildes gemäß Fig.4 entsteht kein derartiger Impuls.

In den Kurvenzügen BKi, BKI und DBM2 der F i g. 2 sind jeweils nur die Synchronimpulse dargestellt, die zu Beginn eines Vollbildes auftreten, während in den Kurven K 2 und M1 zusätzlich auch noch die anderen Vertikal-Austastlücken sowie Horizontal-Austastlücken und Bildsignale angedeutet sind.

Wie schon beschrieben, befindet sich ein Bildfernsprecher BF2 an einer zentralgelegener. Stelle Z und mehrere Bildfernsprecher BFi in einer räumlichen tntfemung von dieser. Auf der Verbindungsleitung zwischen den beiden Bildfernsprecnern brauchen die Signale eine Laufzeit T, um von einer Steile zur anderen zu kommen. So trifft das Signal K 1 gemäß F i g. 1 um die Zeit T später als Signal M 2 beim anderen Bildfernsprecher BF2 ein und umgekehrt, das Signal K 2 um die gleiche Zeit verzögert als Signal Mi bei Bildfernsprecher BFi.

Wie schon angedeutet, wird aus dem Synchronimpuls-Kurvenzug beim Bildfernsprecher SFl in einer Einrichtung, die in F i g. 1 mit 1 :2 dargestellt ist, die vertikale Austastlücke zu Beginn eines Vollbildes ausgefiltert Der so entstehende Kurvenzug ist in F i g. 2 mit BK1 bezeichnet Entsprechend entsteht beim Bildfernsprecher BF2 ein Kurvenzug BK 2.

Die mit K 1, K 2, Mi und M2 bezeichneten Signale sind 54S-Signa!e, die zwischen den Bildfernsprechern SFl und BFl ausgetauscht werden. Aus dem Signal M 2 werden in einer Einrichtung 1 :4 des Bildfernsprechers ßF2 ebenfalls nur die vertikalen Austastiücken ausgefiltert, die zu Beginn eines Vollbildes übertragen werden. Außerdem wird dort von diesen Austastlücken noch jede zweite unterdrückt, so daß nur die SynchronimpLilse DBM2 an den Eingang s (set) einer Kippstufe FFgelangen und diese setzen. Gemäß F i g. 2 erfolgt das um die Zeit T später nach dem entsprechenden Impuls des Kurvenzuges BK i. Die Kippstufe FF gibt daraufhin einen Impuls £2 an das nachfolgende Und-Gatter ab. Am zweiten Eingang dieses Gatters, ist ein Taktgenerator TG angeschlossen, der laufend Taktimpulse erzeugt, die nun zu einem Zähler ("2 hindurchtreten können, in dem sie abgezählt werden.

Nach einer Zeit /1 gelangt ein Impuls der Kurve BK 2 zu einem Eingang r (reset), wodurch diese Kippstufe FF den Fenster-Impuls El beendet

Die von diesem Zähler C2 binär abgezählten Taktimpulse entsprechen nun der Zeit 11, um die die Impulse BK 1 früher abgegeben werden müssen, um gleichzeitig mit de ι Impulsen UK 2 beim Bildfernsprecher SF2 vorzuliegen. Diese Taktimpuis-Zahl liegt nun als Parallelinförmation am Ausgang dieses Zählers C2 an, Ein nachfolgender Parallel-Serier^Wandier P/5 greift die Information ab, verwandelt sie in eine Serieninförmätiön und leitet sie zu dem Kanieramischteil des Bildiernspre<.iiers BF2. In einer der nachfolgen* den Leerzeilen des BAS*SignaIs K2 wird dieses Steuersignal S zum Bildfernsprecher BFi übertragen,

wie in F ig. 2 gezeigt isL

Dieses BAS-Signal liegt nun als Signal M I nicht nur am Bildfernsprecher BFl, sondern auch an einem Serien-Parallel-Waridler S/P an. In diesem Wandler wird dieses Steuersignal ausgesiebt und als Parallelinformation· an den Zähler C i gegeben. Dieser Zähler C1 wird nun so eingestellt, daß er nach Seinem Starten nur so viijle Takte eines hier nicht gezeigter! Taktgenerators, der mit dör gleichen Frequenz schwingt, wie der Taktgenerator TG, abzählen kann, wie das Steuersignal Sangegeben hat.

Dör zweite Impuls BK i startet den Zähler C1 und es wird noch ein impuls Ni in der alten Taktfolge an den Bildfiirnsprecher BFi abgegeben.

Sobald der Zähler Ci die ihm vorgegebene Zahl erreicht hat, gibt er wieder einen Impuls N1 ab, der eine Zeit \' 1 nach dem vorhergehenden liegt Und damit um die Differenz der beiden Synchronimpulse, die vom Zähler C2 abgezählt worden ist, verschoben ist. Der

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impuls im Kurvenzüg K1 und BK1 wird genau um die Laufzeit TvordenSynchronimpülseri BK 2 erzeugt.

Mit diesem impuls wird die Impulserzeugung des Bildfernsprechers BFi heu gestartet und alle weiteren Impulse, wie beispielsweise Austastimpuls, Horizöritdl-und Vertikal-Impulse, die Steuerung des Ablast-Strahls der Aufnahmekamerä UsW. werden nur noch von diesen neuen, synchronisierten Impuls aus zeitlich abgemessen und liegen dann folglich rilit eitler Zeitdifferenz von ti = 0 am Bildfernsprecher BFl an der steuernden Stelle Z vor.

Der erläuterte Synchronisiervörgang wiederholt sich in regelmäßigen Abständen beispielsweise nach jeweils zwei Vollbildern. Sind an einer Bildferrispfechkönfefehz jedoch mehrere' Teilnehmer beteiligt, so wird ein Bildfernsprecher nach dem anderen in zyklischer Reihenfolge synchronisiert. Es ergeben sich folglich größere Abstände zwischen zwei Syhchronisiervorgängen, als vorhin beschrieben. Da die Toleranz der vorangestellten Quarzoszillatoren der einzelnen Bildfernsprecher jedoch sehr gering ist, ergibt sich

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ffuuiiaictfs cmc minimale uiiuTviatiiKuuiie etrwwiv« jeweils zwei Steuersignalen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Synchronisieren von Fernsehkameras, insbesondere von Büdfemsprechern, die für eine Konferenz zusammengeschaltet sind, bei der die Bilder auch weit voneinander entfernter Konferenzteilnehmer zu einem Gesamtbild zusammengesetzt übertragen und auf dem Bildschirm jedes Teilnehmers wiedergegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß an einer zentral gelegenen Stelle (Z) die Taktzeitdifferenz (t I) zwischen den Vertikalimpulsen (DMB2) einer entfernten Kamera (BFi) und den Vertikalimpulsen (BK 2) der zentralen Stelle (Z) durch Abzählen der Takte eines Taktgenerators (TG) gemessen wird, daß ein der Anzahl der Takte und damit der Taktzeitdifferenz (t 1) entsprechendes Steuersignal (S) zu Beginn des nächsten Vollbildes (BK 2) in einer Leerzeile zur entfernten Kamera (BFi) übertragen wird und dort ein Zeitmeßglied (Ci) voreinstellt, daß der anschließende Vertikalimpuls (BK 1) der entferntes, Kamera (BFi) dieses Zeitmeßglied (Ci) startet, welches nach der durch das Steuersignal eingestellten Taktzeitdifferenz (ti) erneut einen Vertikalimpuls (BK 1) erzeugt, von dem aus alle nachfolgenden Takte, Abtast- und Bildübertragungsvorgänge (BAS) der entfernten Kamera (BFi) abgemessen werden, und daß Jieses Synchronisieren in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt wird.

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zentralen Stelle (Z) eine SynchronimpuIs-Trennsiufe (1 :4) angeordnet ist, die bei nur einer zu synchronisierend* < Kamera aus dem ankommenden ßAS-Signal den Vertikalsynchronimpuls zu Beginn jedes zweiten Vollbildes (DBM2) herausfiltert und mit diesem eine Kippstufe (FF) setzt, daß aus dem in einer anderen Synchronimpuls-Trennstufe (1:2) gewonnenen Kamerasignal der zentralen Stelle (Z) jeder Vertikalsynchronimpuls (BK 2) zu Beginn eines Vollbildes zu dieser Kippstufe (FF) gelangt und die Kippstufe (FF) ggf. zurücksetzt, daß ein Zähler (Cl) vorhanden ist, der während der Setzzeit der Kippstufe (FF) vom Taktgenerator (TG) fortgeschaltet wird, daß das Zählergebnis in binär codierter Form das Steuersignal (S,) bildet und in einem Mischer in die Leerzeile des zum Monitor der zu synchronisierenden Kamera (BFi) ausgesendeten &4S-Signals (K2) eingefügt ist. daß das Steuersignal (S) am Eingang des Monitors (BFi) abgegriffen und dem Zeitmeßglied (Tl)zugeführt wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitmeßglied (Ci) ein Zähler ist, der die Anzahl der Takte eines Taktgenerators bis zur eingestellten Zahl abzählt.

4 Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (C2) an der zentralen Stelle (Z)binär zählt und das Zählergebnis über einen Parallel-Serien-Umsetzer (P/S) dem Mischer des Bildfernsprechers (BF2) zuführt, und daß der zu synchronisierenden Kamera (BFi) ein tntsprechender Serien^Paraliel-lJmsetzer (S/P) zngeordnet ist, der mit dem Zählergebnis das Zeitmeßglied (Cl) einstellt.

5, Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulstrennstufe (1 :4) der lentralen Stelle (Z) einen Integrator enthält, def die ankommenden Synchronimpulse integriert (2), und"¹ einen Schmitt-Trigger, der nur bei genügend langen Synchron-Impulsen, die die Vertikal-Synchronimpulse zu Beginn jedes Vollbildes bilden, anspricht (3) und damit die Kippstufe setzt (4),