DE2725362A1

DE2725362A1 - Verfahren zum verarbeiten von farbfernsehsignalen

Info

Publication number: DE2725362A1
Application number: DE19772725362
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Heitmann; Hans-Peter Dipl Ing Maly
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-06-04
Filing date: 1977-06-04
Publication date: 1978-12-07
Also published as: JPS543431A; FR2393497B1; NL7806058A; US4220965A; DE2725362C3; FR2393497A1; GB1583928A; DE2725362B2

Description

ROBERT BOSCH GMSH ζ Fli/PLI/Sz/Kn

Rl.-Nr. 1802/7? 2.6.1977

Verfahren zum Vorarbeiten von FarbrernGeheigna1eη
Kurzfassung

Εε wird ein Farbferr'jehsignal-Verarljeiturgsverfahren zur Erzielung spezieller fcildeffekte vorgeschlagen. Das analoge komplette Farbfernsehsignal wird nach Art einer getrennten Codierung di^icalisiert und in digitale Spexcher mit vahlfreiem Zugriff eingeschrieben. Durch eine von Einschreiben abweichenden .A dresseneteuerung
können beim Auslesen der digitalen Speicher und nach entsprechender Rückccdiorung Farbfernsehbilder beliebig komprimiert, gespiegelt, redupliziert, verzerrt oder beliebig verfremdet v/erden.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des
Hauptanopruchs. Aus dem Buch von H.Schönfelder: "Farbfernsehen 3"1 1968, Justus von Liebig Verlag, S. *tO bis k5, ist bekannt, zur Erzeugung spezieller Bildeffekte sogenannte Trickmischer zu verwenden. Trickmischer enthalten üblicherweise eine durch Impulsfolgen gesteuerte Umschaltvorrichtung. Zwei dieser Umschaltvorrichtung zugeführte Farbfernsehsignale werden in Abhängigkeit der wählbaren Impulsfolgen zu einem Fernsehbild kombiniert. Der Anwendungsbereich und die Vielfalt der erzielbaren Effekte mit einem Trickmischer
wird ^#im wesentlichen durch die Wahl der Impulsfolgen bestimmt und ist daher eingeschränkt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Hauptanspruche hat demgegenüber den Vorteil, daß Farbfernsehsignale und damit Farbbilder beliebig verarbeitet werden können.
Als besonders vorteilhaft ist anzusehen, daß durch eine getrennte Codierung hinsichtlich des Farbhilfsträgers in den zu verarbeitenden

809849/0484 ~

ROBERT BOSCH GMBH -/t-Rl.-Hr. 1802/77

Farbfernßehsignalen keine Einschränkungen bezüglich der Signalverarbeitung zu erwarten eind.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen cind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.

Zeichnung

Weitern Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden mit einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung anhand von Figuren beschrieben. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Speichersteuerung und Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Multiplexbetriebs des Speichers.

Beschreibung der Erfindung

In dem Blockschaltbild der Fig. 1 wird über eine Klemme 1 ein komplettes analoges Farbfernsehsignal FBAS einem Kammfilter 2 zugeführt. Der Kammfilter 2 dient zur Trennung des Farbfernseheignale in einen Farbart- und in einen Leuchtdichtesignalanteil. Der am Ausgang des Kammfilters 2 abnehmbare Leuchtdichtesignalanteil wird in einem A/D-Wandler 3 digitalisiert und einem digitalen Speicher *t mit wahlfreiea Zugriff zugeführt. In entsprechender Weise wird auch der am Ausgang des Karamfilters 2 abnehmbare Farbartsignalanteil in einem A/D-Wandler 5 digitalisiert und einem digitalen Speicher 6 mit wahlfreiem Zugriff zugeführt. Die digitalen Speicher k und 6 werden durch eine Steuereinheit 7 gesteuert. In Abhängigkeit der von der Steuereinheit 7 erzeugten Adressen werden die digitalisierten Signalanteile des Farbfernsehsignal bildpunkt- weise in die digitalen Speicher h und 6 eingeschrieben. Der Auslesevorgang der digitalen Speicher 4 und 6 erfolgt ebenfalls durch die

ROBERT BOSCH GMBH

Rl.-Nr. 1802/77

Steuereinheit 7· Gemäß der Erfindung können jedoch durch Adressenänderung die in den Speichern gespeicherten Signalanteile in einer vom Einschreibevorgang abweichenden Reihenfolge ausgelesen werden. Entsprechende Änderungen im Programmablauf der Adressensteuerung können über einen Eingang 8 vorgenommen werden. Ein am Ausgang des digitalen Speichers *f abnehmbare¹"Leuchtdichtetiigualanteil wird über einen D/A-Wand"¹ er 9 einem Coder 10 zugeführt. Parallel zum Leuchtdichtesignalanteil wird auch der Farbartsignalanteil am Ausgang des digitalen Speichers 6 in einem D/A-Wandler 11 in eine analoge Form zurückgewandelt und dem Coder 10 zugeführt. Die videofrequenten Signalanteile Farbart und Leuchtdichte werden in dem Coder 10 in ein einem Farbfernsehstandarö entsprechendes analoges komplettes Farbfernsehsignal FBAS zurückcodiert, welches an einer Klemme 12 abnehmbar ist.

Je nach Farbfernsehstandard der Farbträgercodierung des an Klemme 1 liegenden FBAS-Signals wird am Ausgang des Kammfilters 2 ein Farbartsignalanteil erhalten, der entweder aus sequentiell- oder simultanübertragenen Farbdifferenzsignalen besteht. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden dem A/D-Wandler 5 abgeleitete Farbdifferenzsignale zugeführt. Diese abgeleiteten Farbdifferenzsignale bestehen aus der zeilenalternierenden Folge der Summe und der Differenz der Farbdifferenzsignale (U + V₁ U-V₁ U + V, ).

η der Fig.2 ist echematisch eine Adressensteuerung der digitalen Speicher k bzw. 6 für bestimmte Bildtrickeffekte dargestellt. Wie eingangs erwähnt, verfügen die digitalen Speicher über die Möglichkeit eines wahlfreien Zugriffs. Jede Speicherstelle eines solchen Speichere kann somit durch Eingab" einer bestimmten Adressierung eingeschrieben und ausgelesen werden. Die Speicheretellen des in der Fig. 2 gezeigten Speichers k bzw. 6 können durch Adressen angesprochen werden, die beispielsweise mit Zählern 20 und erzeugt werden. Der Zähler 20 erzeugt Adressen, welche Spalten (1, 2, 3t ^i 5» ) des Speichers kennzeichnen und der Zähler

ROBERT BOSCH CMBH _/ζ _
Hl.-Nr. 1208/77

Adressen von Zeilen (a, b, c, d,....). Bai einer Speicherung von Fernsehbildern wird das Fernsehbild bildpunktwexBC gespeichert. Je nach Anzahl der Bildpunkte pro "Seile in einem Fernsehbild gibt der Zähler 20 eine entsprechende Anzahl an Adressen an den Speicher k bzv. 6 ab. Ist eine Zeile des Speichere *f bzv;. 6 durch die Adressensteucrung des Zählers 20 vollständig eingelesen, ist an einem Ausgang des Zählers 20 ein Ubertragsignal t) abnehmbar, welches von des Zähler 21 gezählt wird und damit die Adressierung der Bil<?punkte in der nächstfolgenden Zeile einleitet. Nach dem Einlesen eines Vollbildes wird der Zeilenzähler 21 durch ein vertikalfrequentes Iopulssignal auf die Adresse der ersten Zeixe a zurückgestellt.

Zur Erzeugung eines in horizontaler Richtung komprimierten Fernsehbildes wird der Speicher h bzw. 6 bildpunktwsise in fortlaufender Adressierung mit einem Fernsehbild des cm Klemme 1 liegenden Farbfernsehsignal zunächst eingeschrieben. Der Auslesevorgang unterscheidet sich vom Einschreibvorgang dadurch, daß von den eingeschriebenen Bildpunkten des vollständigen Fernsehbildes nur die Bildpunkte an f£rad~ oder uitPrausahligen Adressen des Speichers ausgelesen werden.

Soll das eingeschriebene Fernsehbild in vertikaler Richtung komprimiert werden, werden von den Bildpunkten des eingeschriebenen Fernsehbildes nur jene ausgelesen, die in {£rad- bzw. uig^radzahligen Zeilen adressiert sind.

Ist dagegen gewünscht, das eingeschriebene Fernsehbild in horizontaler und vertikaler Richtung gleichmäßig zu komprimieren wird aus dem Speicher nur ^eder zweite Punkt und jede zweite Zeile ausgelesen. In der Fig. 2 ist dieser Vorgang in dem Speicher links oben schematisch dargestellt. Danach werden nur die mit ο gekennzeichneten Bildpunkte ausgelesen während die mit χ bezeichneten Bildpunkte unberücksichtigt bleiben.

ROBERT BOSCH GWBH
Rl.-Nr. 18O2/,7

Spiegelungeeffekte in einem Fernsehbild können dadurch erzielt werden, daß ab einer vorgegebenen Zeilen- und/oder Bildpunkt-Adresse die Zählrichtu.is der Zähler 20 bzw. 21 umgekehrt wird. Die Örtliche Lage der Spiegelungsachsft wird dabei durch eine Adressenvorgabe der Zähler 20 bzw. 21 gewählt. .-.«,!"

Bei dem derzeitigen Stand der Speichertechnologie bereitet es Schwierigkeiten, digitale Speicher mit de^ erforderlichen Geschwindigkeit einzuschreiben und auszulesen. Aus diesem Grund wird der digitale Speicher *f bzw. 6 ge- -

teilt und die einzelnen Speicher nach einem Zeitmultiplexverfahren betrieben. Die Fig. 3 soll diesen Vorgang verdeutlichen. Dazu ._ sei angenommen, daß der digitalisierte Leuchtdichcesignalanteil am Ausgang des A/D-Wandlers 3 der Fig, 1 7-Bit PCM~codiert a;a - :. , ·. Eingang eines Schieberegisters 30 liegt, welches durch ein Taktsignal T getaktet wird. In Abhängigkeit des Tcktsignals wird das dem Schieberegister 30 zugeführte Leuchtdichtesignal in das Schie beregister seriell geschoben und steht dann parallel für einen -nachfolgenden Speicherprozeß bereit. Die Kapazität des Schieberegisters 30 ist in diesem Ausführungsbeispiel so ausgelegt, daß vier aufeinanderfolgende Datenworte in das Schieberegister hineingeschoben werden können, die zu einem bestimmten Zeitpunkt abgefragt und in einem weiteren Register (31) zwischengespeichert werden. Die Übertragungsgeschwindigkeit ist durch diese Maßnahme um das Vierfache geringer geworden. Die in dem weiteren Register 31 zwischengespeicherten Datenworte werden in einem Speicher 32 unter einer gemeinsamen Adresse eingeschrieben. Die parallel vorliegenden Datenworte werden beim Ausschreibvorgang mit einem Schieberegister 33 in eine serielle Form zurückgewandelt.

Sind die vier aufeinanderfolgende Datenworte die vier aufeinanderfolgenden Bildpunkte einer Zeile, so ergeben sich beim Komprimieren der Fernsehbilder Schwierigkeiten, weil die vier Bildpunkte gemeinsam eingeschrieben und ausgelesen werden. Würde in diesem Fall jede zweite Adresse beim Auelesevorgang ausgelassen werden.

809849/0 4 84 ~

BAD ORIGINAL

ROBERT BOSCH GMBH
Rl.-Hr. 1&Ο2/7.7

erhielt.man Sequenzen mit vier aufeinander folgenden aufgelesenen unu vier-aufeinanderfolgenden unterdrückten Bildpunkten während eiht*r jeden Zeile. Ein derart aucgelesenes FernGebMld v;äre in starkem Maße strukturiert und "zerhackt". Zur .Behebung dieses Nachteiles wirä'nach einer Weiterbildung des erfindunorpernäßen VerfahrffQa-vorgeschlagen,'die den Schieberegister JO zugeführten

-t>atenwöpte₍-d;h.- Bildpunkte, zuvor zv sortieren. Der Sortiervorgang erfolgt in einem dem Eingang 'des Schieberegisters JO vorge-. ßchaltfiten SOrtier^jc, 3^·" Der Sortierer Jk enthält ein Register, in welchem acht aufeinanderfolgende Datenv/ortft fcwischengeapei- chert werden können. Eine nachgeachaltete Logik sorgt dafür, daß die Eildpunkte vertauscht werden, derart, daß zunächst alle geradzahligen Bildpunkt· und dann alle un^raJzeiligen Bildpunkte ee-

• riell ausgelesen. Von den Bilupunkte-1 bis 8 würden demnach zunEcUst

die geraden Bildpunkte mit den Nummern 2, k, 6 und 8 und dann die un^raden Bildpunkte mit den Nummern 1, 3i 5i 7 dem Schiebere gister JO zugeführt werden. Da nunmehr unter einer Adresse nur

gerade und nur ungrade Bildpunkte in dem Speicher 32 abgelegt sind kann beim überspringen einer jeden zweiten Adresse beim Auslesevorgang wieder ein korrekt komprimiertes Fernsehbild erhalten werden.

Beim "nicht komprimierten" Auslesen eines Fernsehbildes aus dem Speicher 32 wird der eingangs vorgenommene Sortiervorgang durch einen Rücksortierer 35 rückgängig gemacht. Während der Sortierer 34 dem Schieberegister 30 immer vorgeschaltet ist, wird der Rücksortierer 35 nur dann in den Signalweg am Ausgang des Schieberegisters 33 geschaltet, wenn nicht komprimierte Fernsehbilder aus dem Speicher 32 ausgelesen werden sollen.

Die Speicherkapazität der digitalen Speicher k bzw. 6 ist so bemessen, daß ein Teilbild gespeichert werden kann. Zum Speichern von vier verschiedenen Fernsehbildern in einen solchen Teilbildspeicher werden die entsprechenden Fernsehbilder während des Einschreibvorgange komprimiert. Dazu werden von den Signalanteilen

80 9849/ (U 84 BAD ORIGINAL

ROBERT BOSCH GMBH -sr - **
Rl.-Kr. 1802/77

eines ersten Fernsehbildes nur diegeradzahligen Bildpunkte in geraden Zeilen eingeschrieben. Von einem zweiten Fernsehbi Ad werden dagegen nur die ungpr-adzahligen Bildpunkte in grade Zeilen, von einem dritten Fernsehbild nri· die geradzahligen Bildpunkte in ungeraden Zeilen und von einem vierten Fernsehbild nur die ungeradzahligen Bildpunkte in uncpradzahlige Zeilen in den Speicher eingeschrieben.

Eine v/eitere Schwierigkeit beim Erzeugen von in vertikaler Richtung komprimierten Farbferncehbildern erhält man, wenn in dem digitalen Speicher 6 zeilensequentiell die Summe (U-+V) und die Differenz (U - V) von Farbdifferenzsignalen eingeschrieben wird. Beim Auslesevorgang würde entweder die Summe oder die Differenz aus dem digitalen Speicher gelesen werden können. Sine Zurückgewinnung d^r Farbdifferenzsignale U und V wäre nicht möglich. Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher jeweils in zwei aufeinanderfolgenden Zeilen entweder die Summe oder die Differenz der Farbdifferenzsignale in den Speicher eingeschrieben. Bei einer Bildkomprimierung kann nunmehr in der eingangs genannten Weise der digitale Speicher 6 ausgelesen werden und die Farbdifferenzsigna le U und V in an sich bekannter Weise zurückgewonnen werden. Soll dagegen kein komprimiertes Fernsehbild aus den digitalen Speichern gelesen werden wird der Speicher derart ausgelesen, daß der zeilensequentielle tlbertragungsrhythmus (Summe und Differenz der Farbdifferenzsignale)zurückerhalten wird.

Die zuvor beschriebenen Bildeffekte stellen nur eine Auswahl der Möglichkeiten zur Verfremdung von Farbfernsehbildern dar. Andere Trickeffekte sind im Rahmen des fachmännischen Handelns gemäß der Erfindung möglich.

809849/ (H 84

Claims

2 / 2 b 3 6

ROBEKT DUSCH GiViRFi _^_ 2.6.1977

1802/77 PLJ/Sz/Pg

Patentansprüche

1.1 Verfahren ziuii Verarbeiten von Farbfernsehsj gnalen, dadurch gekennzeichnet, daß nach Art einer getrennten Codierung das komplette analoge Farbfernsehsignal in einen Färbart- und in einen Leuchtdichte-Signalanteil getrennt wird und die getrennten Signalanteile analog/digital-gewandelt werden, daß die digitalen Signalanteile in digital^ Speicher mit wahlfreien Zugriff eingeschrieben werden, daß durch Adressenänderung die gespeicherten Signalanteile in einer vom Einschreiben abweichenden Reihenfolge ausgelesen und daJ5 die ausgelesenen Signalanteile digital/ana] og-gewandelt und in ein einen Farbfernseh-Standard entsprechendes analoges komplettes Farbfernsehsignal zurückcodiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbaxt-Signalanteil in I'orm zweier sequentieller Signale gespeichert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbart-Signalanteil in Form zweier simultaner Signale gespeichert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die zwei simultanen Signale zwei Farbdifferenzsignale (U und V) sind.

5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbsignalanteil in Form zweier kombinierter Farbdifferenz signale (U + V und U-V) sequentiell gespeichert wird.

809849/0484

ROHERT ßOCCM GMBH Rl.-Nr. 1802/77

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daJ3 zur Erzeugung eines in horizontaler Richtung ^ompriurierten Fernsehbildes nur gespeicherte Signalanteile mit gerad- bzw. ungeradzahligen Adressen ausgelesen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines in vertikaler Richtung komprimierten Fernsehbildes nur gespeicherte Signalanteile aasgelesen werden, welche in gerad- bwz. in ungeradzahligen Zeilen adressiert sind.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines in horizontaler und vertikaler Richtung komprimierten Fernsehbilder in horizontaler und vertikaler Richtung nur der Signalanteil eines jeden zweiten Bildpunktes und jeder zweiten Zeile ausgelesen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Spiegelungseffektes im Fernsehbild ab einer vorgegebenen Zeilen- und/oder Bildpunkt-Adresse die Zurichtung eines Zählers für die Zeilen- und/oder Bildpunktadressen umgekehrt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die örtliche Lage einer Spiegelungsachse bei dem Spiegelungseffekt durch eine Vorgabe des Zählers für die Zeilen- und/ oder Bildpunkt-Adressen gewählt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Multiplexbetrieb der digitale Speicher Gruppen von Bildpunkten der digitalisierten Signalanteile auf mehrere Multiplexebenen verteilt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der Bildpunkte in aufeinanderfolgenden

809849/ 0 4 84

ROBHRT BGSCi; GMRH
Rl.-ITr. 1 COP/77

Multiplexebenen während der Dauer eines Multiplex-Taktschrittes derart geordnet v.^rird, daß jede Gruppe entweder aus gcrad- oder ungeradzahligen Bildpunkten besteht.

13« Verfahren nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung zweier in horizontaler Richtung koruorimierter fernsehbilder schrittweise mit dem Multiplex-Ta^t zunächst die geradzahligen Bildpunkte und dann die ungeradzahligen Bildpunktc aus den digitalen Speichern gelesen werden.

14-e Verfahren nach Anspruch ^ΛΛ und 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung zweier in vertikaler Richtung kompri mierter Fernsehbilder aus dem digitalen Speicher zunächst Signale der geradzahligen und dann Signale der ungerad zahligen Zeilen gelesen werden.

15· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Speichern von vier verschiedenen Fernsehbildern in einem digitalen Einzelbildspeicher von den Signalanteilen eines ersten Fernsehbildes nur geradzahlige Bildpunkte in geraden Zeilen, von den Signalanteilen eines zweiten Fernsehbildes nur ungeradzahlige Bildpunkte in geradzahligen Zeilen, von den Signalanteilen eines dritten Fernsehbildes nur die geradzahligen Bildpunkte in ungeradzahligen Zeilen und von den Signalanteilen eines vierten Fernsehbildes nur die ungeradzahligen Bildpunkte in ungeradzahligen Zeilen eingeschrieben werden.

16. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsrhythmus fürten digitalen Speicher einzuschreibende Farbdifferenzsignale des Farbart-Signalanteils für die Dauer zweier aufeinanderfolgender Zeilen erhalten bleibt.

809849/0484

ROBERT BOSCH GMBH
Rl.-Nr. 1802/77

17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß "bei einer Bildkompresaion in vertikaler Richtung das im digitalen Speicher eingeschriebene Farbartsignal nach
einer monoton wachsenden Folge der Adressierung ausgelesen wird.

18. Verfahren na<-h Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Bildsignal-Verarbeitung ohne Bildkompression
das jjn digitalen Speicher eingeschriebene Farbartsignal derart ausgelesen wird, daß der zeilensequientielie
Übertragungsrhythmus der Farbdifferenzsignale zurückgewonnen wird.

809849/0484