DE2839059A1

DE2839059A1 - Anordnung zur fernsehmaessigen darstellung und aufzeichnung von bewegungsbahnen

Info

Publication number: DE2839059A1
Application number: DE19782839059
Authority: DE
Inventors: Arthur Kaiser; Henry W Mahler; J Kenneth Moore
Original assignee: CBS Inc
Current assignee: CBS Broadcasting Inc
Priority date: 1977-12-27
Filing date: 1978-09-07
Publication date: 1979-06-28
Also published as: FR2413834B1; SE439088B; IT7851076A0; NL7807666A; NL177549C; DK147414B; GB2011216B; JPS5492009A; AU517867B2; DK337578A; DE2839059C3; GB2011216A; IT1105526B; JPS5836871B2; NL177549B; ES472576A1; SE7808221L; AU3854678A; DK147414C; AR218676A1

Description

1ο 384 Ks/li

CBS G-1396

U.S. Serial No: 864,4ο5 - f-

Filed: December 27, 1977 2Ö39059

GBS Inc.
New York, N.Y. » V.St.V.A.

Anordnung zur fernsehmäßigen Darstellung und Aufzeichnung

von Bewegungsbahnen

Um die vollständige Bewegungsbahn eines Objekts in einem einzigen Bild aufzuzeigen, verwendet man seit vielen Jahren die sogenannte Stroboskopphotographie, bei der mit einer Folge von vielen Lichtblitzen gearbeitet wird. Diese Technik hat sich als brauchbarer und instruktiver Weg erwiesen, um beispielsweise die subtilen Änderungen des Bewegungsablaufs bei sportlichen Tätigkeiten sichtbar festzuhalten. Die Einrichtungen zum Herstellen solcher Photographien enthalten eine stroboskopisch^ Lichtquelle zur intermittierenden Beleuchtung des sich bewegenden Objekts und einen schwarzen Szenenhintergrund, um das photographische System durch die aufeinanderfolgenden Aufnahmen nicht überzubelichten. Da es bei dieser Technik erforderlich ist, den belichteten Film zu entwickeln, ist bei der pho-

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tograpbischen Methode die gewonnene Bildinformation nicht sofort beziehungsweise in "Realzeit" zugänglich.

Bisherige Versuche zur Erzielung ähnlicher Effekte mittels der Fernsehtechnik beschränkten sich darauf, aufeinanderfolgende Bilder aus einer Aufzeichnungsanlage, also ebenfalls nicht in Realzeit, zu mischen. Hiermit lassen sich zwar bestimmte künstlerisch zufriedenstellende und brauchbare Effekte erzielen, ,jedoch sind die dazu erforderlichen Einrichtungen aufwendig, und das Verfahren ist mühsam und zeitraubend.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fernsehwiedergabe zu erhalten, welche die Bewegung eines Objekts in einer Szene während eines bestimmten Zeitintervalls darstellt, sodaß zusätzlich zur gezeigten gegenwärtigen Position eine Vielzahl früherer Positionen, beginnend mit dem Anfang des Zeitintervalls, ebenfalls abgebildet wird. Gemäß einer weiteren Aufgabe der Erfindung soll ein entsprechendes System in der Lage sein, die Signalinformation, welche die Vielzahl der dargestellten Objektpositionen repräsentiert, nach dem Ende des bestimmten Zeitintervalls festzuhalten. Schließlich soll es möglich sein, eine in der vorstehend beschriebenen Weise gestaltete Wiedergabe in Farbe zu erhalten, ohne gezwungen zu sein, die Natur des Bildhintergrundes in anderer Weise einzuschränken, als es normalerweise zur Erzielung guter Fernsehbilder erforderlich ist, und ohne irgendwelchen Beschränkungen hinsichtlich der Herkunft oder der Quelle des eingangsseitigen Videosignals zu unterliegen.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein System gelöst, das eine Speichereinrichtung enthält, die ein Fernsehbild (Vollbild) speichern kann und so ausgelegt ist, daß sie Ersatzinformationen für einzelne Bildelemente eines darin gespeicherten Fernsehsignals aufnehmer kann. In Kombination dazu ist eine Ein-

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richtung vorgesehen, um ein in der Speichereinrichtung gespeichertes Fernsehbild mit ausgewählten, anschließend ankommenden Bildern zu vergleichen. Beim Fühlen von Unterschieden zwischen einander entsprechenden Bildelementen des gespeicherten Bildes und anschließend ankommender Bilder, was eine Bewegung bedeutet, werden diejenigen Bildelemente, welche die gefühlte Differenz verursacht haben, an die Stelle der entsprechenden Bildelemente im gespeicherten Bild gesetzt, und die Tatsache eines jeden solchen Ersatzes wird aufgezeichnet oder in anderer Weise angezeigt. Das System ist so beschaffen, daß ein weiterer Ersatz von bereits als Ersatz eingefügten Bildelementen im gespeicherten Bild verhindert wird. Die Frequenz der Vergleiche, das heißt die Anzahl ankommender Fernsehbilder zwischen aufeinanderfolgenden Vergleichen, ist steuerbar und bestimmt im wiedergegebenen Bild den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Positionen des sich bewegenden Objekts.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Konstruktion und Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Systems gehen aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen erläutert werden.

Figur 1 zeigt eine Reihe von drei Illustrationen, die in graphischer Weise die allgemeine Funktion der Erfindung veranschaulichen ;

Figur 2 ist ein Blockschaltbild, des Grundsystems zur Realisierung der Funktion der Erfindung;

Figur 3 ist ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines Systems zur farbfernsehmäßigen Darstellung und Aufzeichnung von Bewegungsbahnen;

Figur 4- ist ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform

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eines Teils des Systems nach Figur 3;

Figur 5 ist ein Funktionsblockdiagramm einer im System nach Figur 3 brauchbaren Schaltungsanordnung zum Feststellen einer Relativbewegung zwischen vergangenen und gegenwärtigen Fernsehbildern.

Wie die vorliegende Erfindung die "Geschichte" sich bewegender Objekte in einer Szene speichert und wiedergibt, um die Bewegungsbahn des Objekts betrachten zu können,ist schematisch in Figur 1 anhand eines Beispiels veranschaulicht, bei dem ein Golfball in Richtung auf das Loch geschlagen wird. Im Augenblick, wo die Wiedergabe und Aufzeichnung einer Bewegungsbahn begonnen werden soll, das heißt im Moment des Auftreffens des Schlägers auf den Golfball, veranlaßt die Bedienungsperson das System, in diesem Augenblick ein einzelnes Fernsehbild zu speichern. Dieses gespeicherte Vollbild, das in Figur 1 mit "Bezugsbild" bezeichnet ist, würde bei seiner Wiedergabe folgendes zeigen: das Rasenstück, die Fahne im Loch, die Startposition des Balls und natürlich den Golfspieler, der den Schläger gerade in Kontakt mit dem Ball bringt. Dieses gespeicherte Bezugsbild wird das ganze Intervall hindurch, während die Bewegung des Balls bedeutend ist, als ein Vergleichs- oder Referenzbild verwendet, um im Vergleich mit diesem Bild festzustellen, welche Elemente der Szene eine Bewegung erfahren haben. Im hier betrachteten Fall handelt es sich dabei um das Durchziehen des Schlägers und die Bewegung des Balis zum Loch. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Bezugsbild in einem digitalen Vollbildspeicher gespeichert, natürlich können auch andere verfügbare Einrichtungen zum Speichern von Fernsehvollbildern verwendet werden, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Nachdem zum "Start"-Zeitpunkt ein eingefrorenes Bezugsbild hergestellt ist, wird jedes Bildelement des gespeicherten Bildes periodisch mit jedem Bildelement des dem System anschließend zu-

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geführten Videosignals verglichen. Ba sich, der Ball in einer ansonsten stillstehenden Szene "bewegt, führt dieser Vergleich des gespeicherten Bezugsbildes mit ausgewählten aufeinanderfolgenden Bildern des neuen Videosignals zu einem Differenzsignal. Aufeinanderfolgende dieser Differenzsignale, die aufeinanderfolgende neue Ballpositionen darstellen, können in eira? geeigneten Speichereinrichtung gespeichert werden und wurden im Fall ihrer Wiedergabe den Weg des Balls zeichnen, wie es schematisch das mit "Differenzbild" in Figur 1 bezeichnete Diagramm zeigt. Wenn die Kamera während der Zeit, die der Ball für seine Bewegung von seiner anfänglichen Ruheposition bis zu seinem Anhalten braucht, stillgehalten wird, dann bleibt die gesamte Hintergrundinformation der Szene statisch und bringt daher keine Eingangssignale in den "Differenzspeicher". Die gewonnenen Differenzsignale werden in das gespeicherte Bezugsbild eingesetzt, um ein stillstehendes Bild zu erzeugen, in dem viele Positionen des Balls abgebildet sind, welche die Bewegungsbahn des Balls nachzeichnen, wie es in der dritten Illustration der Figur 1 gezeigt ist, Die Differenzspeichereinricbtung muß so beschaffen sein, daß ein einmal gespeichertes Differenzbildelement nicht nocheinmal geändert wird, bevor eine Bildlöschung erfolgt.

Wenn eine bewegungsanzeigende Differenz zwischen den neuen Bildelementen und entsprechenden Bildelementen des Bezugsbildes gefühlt wird, dann arbeitet die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Wirklichkeit so, daß die betreffenden Bildelemente sofort diejenigen Bildelemente ersetzen, die anfänglich an dieser Stelle im Bildspeicher gewesen sind. Falls beim nächsten Vergleich, der dem vorangegangenen Vergleich um ein oder mehrere Vollbilder folgt, eine Differenz gefühlt wird, dann ersetzt das Differenzsignal diejenigen Bildelemente, die an der neuen Position des Balls anfänglich im Bildspeicher gespeichert waren. Dieser Vorgang setzt sich fort über die gesamte Zeitperiode, wahrend welcher die Bewegungsbahn des Balls dargestellt werden soll, wobei die Dauer dieser Periode durch die Bedienungsperson

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gesteuert werden kann. Die geänderten Bildelemente im Bildspeicher dürfen während dieser Periode nicht erneut geändert werden. Somit speichert das System aufeinanderfolgende Positionen des Balls, wenn dieser seinen Weg verfolgt, bis er am Ende in das Loch fällt oder anderswo anhält. Das Ende der Periode wird durch Betätigung eines Stopschalters festgelegt oder, alternativ, mit dem Ablauf einer automatisch bestimmten und vorgewählten Zeitspanne , worauf das eingefrorene Bild mit allen den verschiedenen Positionen des Balls darstellbar ist. Diese Bildinformation kann unbegrenzt gespeichert werden oder gewünschtenfalls gelöscht werden, sobald die Aktion vorüber ist.

Die Folge der Bildinformation kann in verschiedener Weise wiedergegeben werden. Eine erste Weise besteht zum Beispiel darin, ein Bezugsbild bei Betätigung eines "Start"-Schalters zu speichern, das gespeicherte Videosignal und die Ersatzbildelemente ab dem Augenblick des "Starts" bis zur Beendigung der Aktion wiederzugeben und nach Betätigung des "Stop"-Schalters die Wiedergabe des Bezugsbildes mit allen ersetzten Bildelementen fortzusetzen.

Bei einer anderen Art wird im Augenblick des "Starts" ein Bezugsbild gespeichert, und wie oben werden Ersatzbildelemente bei ihrem Erscheinen während der Aktionsperiode in dieses Bild eingefügt. Wiedergegeben während der Aktionsperiode wird jedoch das Livebild gemeinsam mit den Ersatzbildelementen, so wie sie auftreten. Nach Betätigung des "Stop"-Schalters am Ende der Aktionsperiode wird das gespeicherte Bezugsbild mit allen seinen Ersatzbildelementen wiedergegeben. In diesem Fall ist die wiedergegebene Aktion während der Zeitspanne zwischen "Start" und "Stop" im wesentlichen live, man sieht den Ball sich kontinuierlich zum Loch bewegen, aber hinter dem sich bewegenden Ball sieht man auch die festgehaltenen Bilder seiner vorherigen Positionen. Bei dieser Betriebsart ist es möglich, die Wiedergabe der Ersatzbildelemente und/oder des gespeicherten Bezugsbildes

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feis zum Ende des ausgewählten Zeitintervalls oder bis zum Zeitpunkt "Stop" zu verzögern. Von der einen oder der anderen der vorstehend beschriebenen Wiedergabearten kann abgewichen werden, indem man alle Bildelemente außer den Ersatzbildelementen vollständig unterdrückt, so daß der unbewegte Hintergrund schwarz erscheint. Die Schwarzfärbung stationärer Szenenbereiche kann bei der endgültigen Stillbildwiedergabe erfolgen und dadurch erreicht werden, daß man nur den Inhalt des "Differenzbildes" wiedergibt.

Die grundlegenden Merkmale eines Systems zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Funktionen sind in Figur 2 veranschaulicht. Das dort gezeigte System enthält eine Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 1o, eine Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung 12, und ferner zwei Multiplexer 14 und 16 mit jeweils zwei Eingängen a und b und einem Steueranschluß c, der bei Erregung entscheidet, welcher der beiden Eingänge des betreffenden Multiplexers auf den Multiplexerausgang d gekoppelt wird. Das System enthält ferner einen Vergleicher 18 und einen Schalter 2o, der auf einer geöffneten Position R oder auf einer geschlossenen Position S stehen kann. Das ankommende Videosignal, das zum Beispiel von einer Fernsehkamera stamme, wird dem einen Eingang des Vergleichers 18 und außerdem dem unteren Eingang b des Multiplexers 16 zugeführt. Der Ausgang d des Multiplexers 16 ist mit dem unteren Eingang b des Multiplexers 14 verbunden, und wenn der Schalter 2o in der geschlossenen Position S steht, dann ist der besagte Multiplexerausgang auch mit dem Eingang der Ersatzbild-Speichereinrichtung 12 verbunden, deren Ausgang mit dem oberen Eingang a des Multiplexers 16 verbunden ist. Der Ausgang d des Multiplexers 14 führt zum Eingang der Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 1o, deren Ausgang mit dem oberen Eingang a des Multiplexers 14 und außerdem mit dem zweiten Eingang des Vergleichers 18 verbunden ist. Ein an der Klemme 22 zugeführtes Steuersignal wird den Steueranschlüssen c der beiden

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Multiplexer angelegt und veranlaßt sie beide, entweder das an ihrem Eingang a oder das an ihrem unteren Eingang b erscheinende Signal auszuwählen. Die Multiplexer, die von irgendeinem handelsüblichen Typ in digitaler oder analoger Bauweise sein können, machen es möglich, daß die beiden Verzögerungseinrichtungen in einem Umlaufbetrieb arbeiten, um jede beliebige darin gespeicherte Information festzuhalten, gewünschtenfalls auf unbegrenzte Zeit.

Um Resultate zu erzielen, wie sie weiter oben in kurzer Zusammenfassung beschrieben wurden, hat das mit dem Funktionsschema nach Figur 2 dargestellten System drei Betriebszustände: einen "rückgesetzten" Zustand, in dem es keinen Effekt auf das ankommende Videosignal ausübt, einen "Start"- Zustand und einen "Stop"-Zustand. Im zurückgesetzten Zustand steht der Schalter 2o in seiner geöffneten Stellung R, und das an den Steueranschluß der beiden Multiplexer gelegte Steuersignal ist so beschaffen, daß jeder der beiden Multiplexer das an seinem unteren Eingang b erscheinende Signal wählt. Man erkennt, daß in diesem Zustand das ankommende Videosignal nacheinander über die Multiplexer 16 und 14- zur Ausgangsklemme des Multiplexers 14- übertragen wird. Bei geöffnetem Schalter 2o hat das ankommende Videosignal keinen Einfluß auf die Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung 12, und obwohl das am Ausgang des Multiplexers 14- erscheinende Signal zum Eingang der Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 1o gelangt, beeinflußt es das Ausgangssignal nicht, da der Eingang a des Multiplexers 14- unwirksam gemacht ist.

Wenn die Bedienungsperson dieses Systems den Beginn einer Handlung sieht, die sie aufzuzeichnen wünscht, stellt sie den "Start"-Zustand ein, etwa durch Drücken eines Knopfs, wodurch der Schalter 2o in seiner Stellung S geschlossen wird und der Wert des an der Klemme 22 angelegten Steuersignals so geändert wird, daß beide Multiplexer 14- und 16 das ihrem jeweiligen oberen Eingang zugeführte Signal wählen« Der genaue Zeitpunkt, zu dem

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das Steuersignal die Umschaltung auf die oberen Eingänge der Multiplexer bewirkt, ist zeitlich mit dem Vertikalsynchronimpuls des ankommenden Videosignals abgestimmt, um sicherzustellen, daß die Aktionen der verschiedenen Teile des Systems am Beginn und am Ende eines bestimmten Fernsehvollbildes stattfinden. Im Augenblick des "Starts" wird das in der Bezugsbild-Verzögerungseinrichfcung 1o enthaltene Fernsehvallbild gegriffen und über den Multiplexer 14- umlaufen gelassen. Dieses Bild stellt dann das in Figur 1 gezeigte "Bezugsbild" dar. Dieses gespeicherte Bild wird außerdem Punkt für Punkt (das heißt Bildelement für Bildelement) mit dem ankommenden Videosignal im Xergleicher .18 verglichen, der immer dann ein Ausgangsignal Δ erzeugt, wenn zwischen dem gespeicherten Videosignal im Bezugsbild und dem ankommenden Videosignal eine endliche Differenz besteht, die eine Bewegung bedeutet. Wenn der Wert des Signals Δ nicht null ist und das Ausgangssignal Z der Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung null ist, dann wird das Steuersignal an der Klemme 22 geändert, um den unteren Eingang b an den beiden Multiplexern zu wählen. Dies hat zur Folge, daß während des kurzen Intervalls, in dem die Größe Δ nicht null ist, eine Ersatzinformation in das umlaufende Bezugsbild eingesetzt wird. Wenn die Größe Δ auf den Wert Null zurückkehrt, wählt das Steuersignal wieder den oberen Eingang der beiden Multiplexer. Dieses Spiel mit den Vergleichen zwischen dem gespeicherten Videosignal im Bezugsbild und ausgewählten aufeinanderfolgenden Bildern des ankommenden Videosignals geht solange weiter, wie die Bedienungsperson die Spur des sich bewegenden Objekts in einer Szene mit ansonsten statischem Hintergrund aufzuzeichnen wünscht. Am Ende dieser Zeit stellt die Bedienungsperson den "Stop"-Zustand des Systems ein, zum Beispiel durch Drücken eines entsprechenden Knopfes(nicht dargestellt). Mit dem Einstellen des "Stop"-Zustandes wählt die Steuerung permanent den jeweils oberen Eingang an den beiden Multiplexernmit der Folge, daß die Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung 12 keinen Einfluß auf den Ausgang des Multiplexers 14 nimmt und daß das gespeicherte Bezugsbild einschließlich der Ersatzinformation, die durch den beschriebenen Vergleichsvorgang

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darin eingefügt wurde, am Ausgang des Multiplexers 14- erscheint.

Man erkennt, daß das Signal an der Steuerleitung bestimmten logischen Punktionen folgen muß, um die Wahl zwischen den oberen und den unteren Eingängen der beiden Multiplexer zu den jeweils richtigen Zeitpunkten zu treffen. In der Figur 2 sind keine speziellen Mittel zur Durchführung der geforderten logischen Funktionen dargestellt, für einen einschlägig bewanderten Durchschnittsfachmann ist es jedoch keine Schwierigkeit, geeignete logische Schaltungen zur Realisierung der gewünschten Betriebsart zu entwerfen.

Eine Alternative zu dem beschriebenen Betrieb des Einsetzens von Ersatzinformatdonen in das Bezugsbild bei ihrem Empfang und des Entnehmens des Ausgangssignals aus der Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 1o besteht darin, zu passenden Zeitpunkten zwischen der Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung Λο und der Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung 12 umzuschalten und das Ausgangssignal von der einen oder der anderen der Verzögerungseinrichtungen zu entnehmen. Wenn man diesen alternativen Weg wählt, ist es jedoch notwendig, nach Einstellen des "Stop"-Zustandes weiterhin zwischen dem Bezugsbild und dem Ersatzbild solange hin und her zu schalten, wie das Bild im eingefrorenen Zustand gehalten werden soll.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß das Signal Z am Ausgang der Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung 12 nichts anderes tut als eine Anzeige dafür zu liefern, ob der Ausgang dieser Verzögerungseinrichtung zu irgendeinem Zeitpunkt gleich Null oder nicht gleich Null ist. Hat dieser Ausgang den Wert Null zur selben Zeit, wo Δ nicht gleich Null ist, dann wird das gewünschte logische Signal an die Steuerleitung gelegt. Da bei dem Signal Z als einziges Kriterium nur interessiert, ob es gleich Null ist oder nicht, ist es möglich, wie es später noch ausfürhlicher erörtert wird, bei Kodierung des Videosignals in einer 8-Bit-Pulscodemodulation einen Speicher für die Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung zu verwenden, der nur ein einziges

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Bit für die Dauer eines Vollbildes zu speichern braucht, anstatt eines 8-Bit-Speichers für eine Vollbilddauer. Dies vermindert die erforderliche Speicherkapazität von ungefähr zwei Millionen Bits auf ungefähr eine Viertelmillion Bits, und durch weitere (noch zu beschreibende) Verfeinerungen des Systems ist eine noch weitere Vereinfachung der Speicherung der Ersatzinformation möglich, die aus periodischen Vergleichen der Videoinformation im Bezugsbild und in aufeinanderfolgenden Bildern des ankommenden Videosignals resultiert.

Vorstehend wurde ein Grundprinzip beschrieben, wie die Bahn eines sich bewegenden Objekts in einer Szene mit ansonsten statischem Hintergrund gespeichert und wiedergegeben werden kann. Dieses Prinzip läßt sich in jedem der derzeit gebräuchlichen Farbfernsehsysteme anwenden. Anhand der Figur 3 sei nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, und zwar in Verbindung mit dem NTSC-Fernseben und in digitaler Technik. Das beispielsweise von einer Farbfernsehkamera kommende Videoeingangssignal auf der Eingangsleitung 3o sei in Pulscodemodulation (PCM) unter Verwendung eines 8-Bit-Codes gemäß der in der USA-Patentschrift 3 94-6 4-32 beschriebenen Technik verschlüsselt und wird den unteren Eingängen b zweier Multiplexer 32 und 34- zugeführt und außerdem an einen Eingang eines Vergleichers 36 gelegt, der in der Figur mit "Bildpunktvergleich" beschriftet ist. Der Ausgang d des Multiplexers 34- ist mit dem Eingang einer Verzögerungseinrichtung 38 verbunden, deren Verzögerungszeit 525·Η-Τ beträgt wobei H die Dauer einer Fernsehzeilenperiode ist. Das heißt, die Verzögerungseinrichtung 38 verzögert die ihr zugeführten Signale um eine Vollbildperiode, da beim NTSC-System jedes Vollbild aus 525 Zeilen besteht. Tatsächlich ist in der Praxis die Verzögerungszeit etwas kurzer als eine Vollbildperiode, und zwar um das Zeitmaß T, um die nebenbei auftretenden Schleifenverzögerungen zn berücksichtigen , die durch andere Bauteile wie etwa den Multiplexer 34- in der Umlaufschleife eingeführt werden. In einem System, das mit Erfolg ausprobiert worden ist, hat die.525 H-Verzögerungsein-

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richtung die Form eines digitalen Vollbildspeichers mit einer Kapazität zur Speicherung eines pulscodemodulierten Fernsehvollbildes. Die spezielle Form des Vollbildspeichers ist unwichtig, er kann aus Schieberegistern, Speichern mit wahlweisem Zugriff oder irgendwelchen anderen Arten adressierbarer Speicher bestehen. Wich.tig ist, daß bei digitaler Verarbeitung eine im wesentlichen unbegrenzte Zeitgenauigkeit erreicht werden kann. Das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung 38 wird einem Kammfilter 4o bekannter Konstruktion zugeführt, das mit dem lokalen Farbart-Bezugssignal synchronisiert ist und zwei Ausgangssignale liefert: ein erstes Signal Y + C (das im wesentlichen dem Eingangssignal des Kammfilters entspricht) und ein zweites Signal Y + C (t), das heißt die Leuchtdicbtekomponente plus der invertierten Farbartkomponente, wobei die Farbartinversion als Funktion der Zeit erscheint. Genauer gesagt: im einen Vollbild ist die Farbart invertiert, im nächsten Vollbild ist sie nicht invertiert, im darauffolgenden Vollbild ist sie wieder invertiert, usw., um sicherzustellen, daß der Farbhilfsträger im Ausgangssignal des Vollbildspeichers 38 stets in richtiger Phasenbeziehung mit dem lokalen Farbart-Bezugssignal steht, denn wenn ein Vollbild im NTSC-System umläuft, muß seine Farbartkomponente mit Jeder der aufeinanderfolgenden Vollbildperioden invertiert werden. Das Ausgangssignal Ύ + G vom Kammfilter 4-o bildet ein zweites Eingangssignal für den Vergleicher 36 und gelangt außerdem zum oberen Eingang a des Multiplexers 34-· Der mit den starken Linien gezeichnete Signalweg vom Ausgang des Multiplexers 34· über die Verzögerungseinrichtung 38, das Kammfilter 4-o und zurück zum oberen Eingang des Multiplexers 34- ist also die Umlaufschleife für das in der Verzögerungseinrichtung 38 gespeicherte Vollbild.

In der Anordnung nach Figur 3 ist ferner eine sogenannte Markierungseinheit 4-2 vorgesehen, die den Zweck hat, das Einfügen von Ersatzinformationen in das gespeicherte Bezugsbild zu steuern, wenn der Vergleicher 36 eine Bewegung zwischen dem gespeicherten Bezugsbild und ausgewählten Vollbildern des ankommenden Videosignals

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fühlt. Die Markierungseinheit 42 ist nicht eine Speichereinrichtung wie im Falle des Systems nach Figur 2 sondern eher eine logische Schaltung, die auf verschiedene Eingangssignale anspricht, um zu passenden Zeiten ein Steuersignal auf den Multiplexer 34 zn geben, so daß Ersatzinformation in das Bezugsbild eingefügt wird. Biese logische" Schaltung hat drei Eingänge. An einem ersten Eingang wird das niedrigstwertige Bit (LSB) des 8-Bit-Codes des gespeicherten Bildes aus der Verzögerungseinrichtung 38 empfangen, und ein zweiter Eingang empfängt ein logisches Aussagesignal Δ , das erzeugt wird, wenn das Vergleichsergebnis zwischen dem gespeicherten Vollbild und einem ausgewählten ankommenden Vollbild einen willkürlichen Schwellenwert übersteigt. Es ist unwesentlich, ob das Aussagesignal Δ positiv oder negativ ist, solange die Logik der Markierungseinheit 4-2 so ausgelegt ist, daß sie das Signal richtig auffaßt. Ein dritter Eingang der Markierungseinheit 4-2 wird über eine Leitung 44 beaufschlagt, die mit "Bedienungssteuerung Nr.1" bezeichnet ist und die außerdem an den Steuereingang c des Multiplexers 34- angeschlossen ist. Ein erster Ausgang der Markierungseinheit 4-2, der mit "Zwinge LSB = 1" bezeichnet ist, ist mit der TJmI auf schleife verbunden. Ein an diesem Ausgang erscheinendes Signal zwingt das niedrigstwertige Bild des 8-Bit-Codes des umlaufenden Signals auf den Logikwert "1". Ein zweiter Ausgang der Markierungseinheit 4-2 legt ein mit "Markierungssteuerung" bezeichnetes Signal an den Multiplexer 34, immer wenn Δ und das niedrigstwertige Bild des umlaufenden Videosignals gleichzeitig gleich "O" sind. Eine zweite Steuerleitung 46, mit "Bedienungs-. steuerung Nr.2" bezeichnet, ist mit dem Steuereingang c des Multiplexers 32 verbunden und bestimmt, ob das System im kontinuierlichen Betrieb oder im Abfragebetrieb laufen soll. Die Leitung 46 dient außerdem als "Stop"-Steuerleitung. Eine weitere Steuerleitung 48 mit der Bezeichnung "Abfragehäufigkeit" führt zum Multiplexer 34 und liefert ein Signal entsprechend einem Logikwert, der davon abhängt, wie groß die von der Bedienungsperson gewählte Häufigkeit oder lOlgefrequenz ist, mit der die Bewegung im Bild auf den neuesten Stand gebracht wird. Die Bedeutung dieses

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Teils des Systems wird weiter unten noch erläutert werden. Schließlich wird das niedrigstwertige Bit in der mit den dicken Linien gezeichneten Schleife über eine Leitung 5o auf einen zweiten Steuereingang des Multiplexers 32 gekoppelt, um zu bewirken, daß das gespeicherte Bezugsbild auf den Ausgangsanschluß 52 des Systems gegeben wird, wenn der Multiplexer 32 durch. Betätigung der "Bedienungssteuerung Nr.2" entsprechend konditioniert ist. Die Logikzustände an den Leitungen ^o und 4-6 veranlassen den MuI_ tiplexer 32^von seinem Eingang b auf seinen Eingang a umzuschalten, was das Einfügen von früheren Ersatzdaten in ein Videosignal bedeutet, das ansonsten live ist.

Wie im Falle des Funktionsdiagramms nach Figur 2 gibt es auch, bei dem System nach Figur 3 die drei Betriebszustände "rückgesetzt", "Start" und "Stop". Im rückgesetzten Zustand ist die "Start"-Leitung 4-4- "ausgeschaltet", und die Ausgänge "Markierungssteuesrung" und "Zwinge LSB =1" der Markierungseinheit 4-2 sind beide "ausgeschaltet". Da der Multiplexer 34- den Eingang zur Umlaufschleife wählt, läuft im rückgesetzten Zustand in der Schleife nichts um, weil der Eingang b ausgewählt ist. Das Ausgangssignal am Ausgangsanschluß 52 des Systems entspricht dem Videoeingangssignal auf der Eingangsleitung 3o, da der Multiplexer 32 so konditioniert ist, daß er das Eingangssignal wählt, ausgenommen in der mit abgefragtem Ausgang arbeitenden Betriebsweise. Der Betrieb ist normalerweise kontinuierlich, wenn nicht die "Bedienungssteuerung Nr.2" betätigt ist.

Im "Start"-Zustand ist die "Start"-Leitung 44- erregt ("eingeschaltet"), was bewirkt, daß der Multiplexer 34- ein Bezugsbild in die Umlaufschleife koppelt und daß ferner der mit "Markierungssteuerung" bezeichnete Ausgang der Markierungseinheit 4-2 die Steuerung des Multiplexers 34- übernimmt, so daß immer wenn während der Zeit des Umlaufens des Bezugsbildes das niedrigstwertige Bit gleich Null und Δ = 1, der Multiplexer 34- auf seinen Eingang b

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schaltet, um Ersatzinformation aus dem ankommenden Videosignal anzunehmen. Wenn das System im kontinuierlichen Betrieb läuft, bewirkt das Erscheinen einer "1" als niedrigstwertiges Bit auf der Leitung 5o·, die zum oberen Steuereingang des Multiplexers 32 führt, daß dieser Multiplexer farbphasenkorrigierte umlaufende Ersatzdaten auswählt, die an seinem oberen Eingang a erscheinen.

Der "Stop"-Zustand des Systems wird durch Betätigung der "Bedienungssteuerung Nr. 2" eingestellt, womit ein Steuersignal an den Steuereingane c des Multiplexers 32 gelegt wird _} das diesen Multiplexer veranlaßt,das an seinem oberen Eingang a erscheinende Signal Y + δ (t) auszuwählen. Die "Bedienungssteuerung Nr.1" macht außerdem das mit "Markierungssteuerung" bezeichnete Signal unwirksam, so daß der Multiplexer 3^ in seinem den Umlaufbetrieb sichernden Zustand gehalten wird. Da der Multiplexer 3^ iⁿ diesem Zustand das an seinem oberen Eingang a zugeführte Signal auswählt, läßt er weiterhin das Originalbezugsbild plus alle die Ersatzdaten umlaufen, die ihm zwischen Betätigung der "Start"-Steuerung und Betätigung der "Stop"-Steuerung zugegeben worden sind.

Für den einwandfreien Betrieb des Systems ist es wesentlich, daß die Ersatzinformation, die aufgrund des Fühlens einer Bewegung zwischen dem gespeicherten Bild und dem ankommenden Videosignal in das umlaufende gespeicherte Bild eingefügt worden ist, in solcher Weise identifiziert ist, daß sie durch nachfolgende Vergleiche zwischen der gespeicherten und der ankommenden Videoinformation nicht "gelöscht" wird, denn andernfalls ginge die Möglichkeit verloren, aufeinanderfolgende beabstandete Positionen des bewegten Objekts (das heißt des Golfballes beim vorliegenden Beispiel) wiederzugeben. Bei der Ausführungsform nach Figur 3 wird dies ohne die Notwendigkeit einer Speichereinrichtung großer Kapazität dadurch erreicht, daß der Beitrag des niedrigstwertigen Bits des 8-Bit-Oodesigrtals zur Amplitudenauflösung geopfert wird und daß dieses Bit stattdessen als Kodierinformation zur Identi-

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fizierung der erneuerten Bildelemente verwendet wird. Zu diesem Zweck wird das niedrigstwertige Bit jedes 8-Bit-Wortes willkürlich auf Null gezwungen, wenn es in den Multiplexer 3^ eintritt, so daß alle in den Multiplexer 34- einlaufenden Bildelemente nur sieben Bits für die Amplitudeninformation enthalten und ein Bit als Code für die Information, ob es sich, bei dem Wort um Ersatzdaten handelt. Alle Bildelemente des anfänglich mit der Umlaufschleife gespeicherten Bezugsbildes haben somit acht Informationsbits, deren niedrigstwertiges stets gleich "O" ist. Wenn der Vergleicher 36 feststellt, daß zwischen neuen Bildelementen und entsprechenden Elementen in der Umlaufschleife ein Unterschied besteht, dann wird das ankommende Bildelement durch die Logik der Markierungseinheit 42 "markiert" indem sein niedrigstwertiges Bit, das bisher gleich "O" war,auf "1" gebracht, und die derart markierten Elemente ersetzen dann sofort die betreffenden anfänglich im gespeicherten Bild gewesenen Elemente. Es ist jedoch hervorzuheben, daß ein Godewort für ein Bildelement der 'Videoeingangsinformation, dessen niedrigstwertiges Bit auf "1" gezwungen ist, nur dann in das gespeicherte Bild eingefügt wird, wenn das entsprechende Element des gespeicherten Bildes nicht bereits eine "1" als niedrigstwertiges Bit hat. Das heißt, wenn an einer gegebenen Stelle im Bezugsbild (größtenteils Hintergrund) das niedrigstwertige Bit eine "1" geworden ist, dann kann diese Stelle niemals mehr in der Periode zwischen "Start" und "Stop" geändert werden. Anders ausgedrückt nimmt der Bildspeicher 38 anfänglich mit Betätigung der "Start"-Steuerung ein Vollbild der Videoinformation auf, und die niedrigstwertigen Bits der die einzelnen Bildelemente darstellenden 8-Bit-Wörter werden automatisch gleich "0", womit diese Wörter als solche gekennzeichnet sind, die einer Änderung offenstehen. Wenn der Golfball (beim vorliegenden Beispiel) oder irgendein anderes Objekt in einem ansonsten praktisch statischen Sichtfeld anfängt seine Position zu ändern und dadurch "bewegte" Bildelemente hervorruft, können diese Elemente willkürlich ebenfalls jeweils eine "0" an ihrer niedrigstwertigen Bitstelle haben. Wenn sie dann durch die beschriebene Aktion des

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Systems in den Bildspeicher eingesetzt werden, um die anfänglich an entsprechenden Positionen des hauptsächlich aus Hintergrundinformationen bestehenden Bezugsbildes gewesenen Elemente zu ersetzen, dann werden ihre niedrigstwertigen Bits auf "1" gezwungen- und wenn ein Godewort einmal eine "1" an seiner niedrigstwertigen Bitstelle erhalten hat, wird es in diesem Betriebszyklus des Systems niemals mehr geändert.

In der bisherigen Beschreibung der Systeme nach den Figuren 2 und 3 ist wenig darüber ausgesagt worden, wie die Ersatζinformation ohne Verlust der Farbartinformation in das Bezugsbild eingefügt wird, angesichts der Tatsache, daß beim NTSC-System die Phase des Farbhilfsträgers von Vollbild zu Vollbild umgekehrt wird. Es ist daher wichtig, daß die Farbhilfsträgerphase des neuen Materials, das in die im Bezugsbild gespeicherte Videoinformation eingefügt wird, die gleiche ist wie im gespeicherten Videosignal, denn ansonsten würde die richtige Farbe in der Ersatzinformation verlorengehen. Theoretisch könnte das System nach Figur 3 befähigt werden, bei jedem neuen Vollbild des ankommenden Videosignals Ersatzinformationen an das Bezugsbild zu geben und die Farbartkomponente der Ersatzinformation vor ihrer Zuführung zum Bildspeicher 38 zu invertieren_β Dieser Weg würde das System jedoch unnötig kompliziert machen, und außerdem erhält man eine gefälligere und graphischere Wiedergabe, wenn die Vergleiche zwischen dem ankommenden und dem gespeicherten Videosignal weniger häufig gemacht werden. Wenn zum Beispiel das Vollbild Nr. 1 eines Fernsehbildes als Bezugsbild gespeichert ist und bis zum Vollbild Nr. 3 keine Erneuerung durch Ersatzinformationen erfolgt, dann kann die Ersatzinformation aus dem Vollbild Nr. ohne Gefahr möglicher Farbphasendifferenzen zwischen der gespeicherten und der Ersatzinformation eingefügt werden, denn der Farbhilfsträger des Vollbildes Nr. 3 hat dieselbe Phase wie im Vollbild Nr. 1. Bei diesem Beispiel würde man also die Vergleiche zwischen dem gespeicherten und dem ankommenden Videosignal beim dritten, fünften, siebten, neunten, usw. Vollbild des ankommenden

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Videosignals durchführen, und bei jeder gefühlten Bewegung würden Ersatzinformationen in das Bezugsbild an denjenigen Stellen eingefügt werden, die durch, die aufeinanderfolgenden Positionen des sich bewegenden Objekts bestimmt sind. In Fällen wo die Bewegung des Objekts, dessen Bahn aufgezeichnet und wiedergegeben werden soll, relativ langsam vor sich geht, ist es gewöhnlich vorzuziehen, Ersatzinformationen weniger häufig als bei jedem zweiten Vollbild des ankommenden Videosignals einzufügen. So läßt sich beispielsweise die relativ langsame Geschwindigkeit eines geschlagenen Golfballes sehr wirksam darstälen, indem man Ersatzinformationen in nur eines von jeweils vier oder noch mehr der aus dem Bezugsbild genommenen Vollbilder einfügt, so daß ein klar erkennbarer Abstand zwischen aufeinanderfolgenden wiedergegebenen Positionen des sich bewegenden Objekts erhalten wird. TJm eine Anpassung an eine Vielzahl verschiedener Bewegungsgeschwindigkeiten des sich bewegenden Objekts zu ermöglichen, ist das System mit einem Steuereingang über die mit "Abfragehäufigkeit" bezeichnete Leitung 4-8 versehen. Dieser Steuereingang liefert einen Logikwert, der den Multiplexer 34- übergeordnet steuert (override control), um die Folgefrequenz, mit der das Bild auf den neuesten Stand der Bewegung gebracht wird, je nach Wahl der Bedienungsperson so voreinzustellen, daß eine Erneuerung mit jedem zweiten oder jedem vierten oder jedem sechsten oder jedem achten (oder jedem anderen geradzahligsten.) Vollbild des ankommenden Videosignals erfolgt. V/ie weiter oben dargelegt wurde, hat bei jeder dieser Abfragefrequenzen die Ersatzinformation die korrekte Farbphase und kann als neues Bildelement (oder neue Bildelemente) in den Bildspeicher an die Stelle der vorherigen entsprechenden Elemente des Bezugsbildes gesetzt werden. Im Falle eines auf einem .ι'Rasenstück geschlagenene Golfballes ersetzen diese aufeinanderfolgenden Ersatzinformationen das Rasengrün in der statischen Szene durch einen weißen Ball.

Bei der vorstehenden Beschreibung des Systems nach Figur 3 wurde zugrundegelegt, daß als Bezugsbild ein Vollbild der Videoinfor-

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mation gespeichert wird. Bei einem mit Erfolg ausprobierten System ist die Verzögerungseinrichtung 38 Jedoch so ausgelegt, daß sie ein Bild liefert, in dem ein eingefrorenes Teilbild mit sich selbst verflochten ist. Man weiß seit langem, daß eine Bildstillsetzung im allgemeinen unanehmbar ist, wenn ein echtes eingefrorenes Vollbild wiedergegeben wird, das aus zwei voll ver-rflochtenen Teilbildern besteht. Der G_rund hierfür liegt darin, daß das zeitliche Nebeneinander zweier Teilbilder, die zeitlich getrennt aufgenommen sind und somit bewegte Objekte in getrennten Positionen zeigen, insbesondere im Falle relativ schneller Bewe*- gung einen Effekt ergeben, der als "interfield flutter" (Flackern zwischen den Teilbildern) bekannt ist. Dieser für den Betrachter störende Effekt wird beseitigt, venn man ein Teilbild mit sich selbst verschachtelt. Diese Technik kann mit Vorteil beim vorliegenden System angewendet werden, indem man die Verzögerungseinrichtung 38 durch die in Figur 4 dargestellte verzögernde Anordnung versetzt. Sie enthält eine erste Verzögerungseinrichtung 54 mit einer Verzögerungszeit von 262 H, deren Ausgang zum Eingang einer zweiten Verzögerungseinrichtung 56 führt, deren Verzögerungszeit 1 H beträgt. Die Ausgänge der Verzögerungseinricbtungen 54 und 56 sind mit JeweiJs zugehörigen Eingängen eines Multiplexers 58 verbunden, der unter Steuerung durch das Vertikalsynchronsignal des Fernsehsystems die Ausgangssignale der Verzögerungseinrichtungen 54 und 56 abwechselnd auswählt. Somit wird das vom Multiplexer 34 (auf Figur 3) kommende Signal abwechselnd um 262H oder um 263H verzögert, wobei der Wechsel der Verzögerung mit Jedem Teilbild erfolgt. Dies bedeutet, daß nach Jedem zweiten Teilbild die Summe der Verzögerungen in der Umlaufschleife also . 262 H + 263 H = 525 H beträgt, was das Äquivalent der von der Verzögerungseinrichtung 38 im System nach Figur 3 bewirkten Verzögerung ist. Es ist einleuchtend, daß wenn die "Start"-Leitung 44 (Figur 3) eingeschaltet wird, ein Bezugs-Teilbild in die Umlaufschleife eingekoppelt wird; dank der vorstehend beschriebenen Aktion der beiden VerzögerungseJnrich-

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tunken 54- und 56 ist das eingefangene Teilbild für alle praktischen Zwecke mit sich selbst verschachtelt, so daß kein "interfield flutter" in der Abbildung schneller Bewegungen erscheint. Der Umstand, daß mit zwei getrennten Verzögerungen 262 H und 263 H gearbeitet wird, wirkt sich in der Praxis nicht aus, wenn man dafür sorgt, daß der Multiplexer 34- nur bei jedem vierten oder bei jedem achten oder bei jedem zwölften Teilbild anspricht, so daß die gefühlten Differenzen zwischen dem gespeicherten, mit sich selbst verflochtenen Teilbild und den nacheinander ankommenden gleichsinnigen Teilbildern nur diesen Zeitpunkten im gespeicherten Videosignal eingesetzt werden. Da die verzögernde Anordnung nach Figur 4- effektiv immer nach vier Teilbildern eine Verzögerung von zwei Vollbildern bewirkt, werden vorzugsweise die Vergleiche nicht wie oben bei jedem zweiten, vierten, sechsten, usw. Vollbild durchgeführt, sondern die früheste Erneuerung wird vorzugsweise bei demjenigen Teilbild vorgenommen, das als viertes Teilbild auf das Aufgreifen des gespeicherten und mit sich selbst verschachtelten Teilbildes folgt, und je nach der gewünschten Erneuerungsfreauenz werden die Vergleiche bei jedem vierten, achten, zwölften, usw. Teilbild durchgeführt, wobei dafür gesorgt wird, daß stets diejenigen ankommenden Teilbilder verglichen werden, die gleichsinnig mit dem in der Umlaufschleife gespeicherten Teilbild sind. In ähnlicher V/eise kann man die Bilderneuerung auch jeweils nach jeder geraden Zahl von Teilbildern vornehmen (was einer Erneuerung nach jeder ganzen Zahl von Vollbildern gleichkommt), vorausgesetzt man sorgt für eine Parbphasenkorroktur des gespeicherten Videosignals, wenn die ge^- nannte gerade Anzahl von Teilbildern nicht durch vier teilbar ist(das heißt kein ganzzahliges Vielfaches von vier ist).

Zusammenfassend gesagt wird bei Verwendung der Verzögerungsanordnung nach Figur 4- im System nach Figur 3 effektiv ein mit sich selbst verschachteltes Teilbild eingefroren, um das "interfield flutter" zu eliminieren. Gleichzeitig wird eine der Verzögerungs-

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zeit von 525 H äquivalente Verzögerung bewirkt, um Vergleiche zwischen der gespeicherten Videoinformation und ausgewählten, nacheinander ankommenden Bildern durchführen zu können. Für den Vergleicher sieht das gespeicherte, mit sich selbst verflochtene Teil wie ein Fernseb-Vollbild aus, in der endgültigen Wiedergabe aber bringt er hinsichtlich der Bewegung die Vorteile eines eingefrorenen Teilbildes, das mit sich selbst verflochten ist.

Die Bewegung zwischen dem gespeicherten Bild und ausgewählten Bildern des ankommenden Videosignals kann auf die unterschiedlichste Weise gefühlt werden, besonders geeignet hierzu ist jedoch eine digitale Einrichtung, wie sie im Funktionsdiagramm der Figur 5 dargestellt ist. Hier wird das ankommende Videosignal in einer 8-Bit-Pulscodemodulation verschlüsselt über die Leitung 3o empfangen und einem geeigneten Register zugeführt, das schematisch bei 6o gezeigt ist. Das Register empfängt die einzelnen Bits jedes Oodewortes, die von "O" (für das niedrigstwertige Bit) bis "7" (für das höchstwertige Bit) numeriert sind. Das von der Verzögerungseinrichtung 38 (oder 38') und dem Kammfilter 4o kommende gespeicherte Videosignal (ebenfalls in 8-Bit-Pulscodemodulation kodiert) wird einem ähnlichen "Register" 62 zugeführt, dessen Elemente ebenfalls von "O" (niedrigstwertiges Bit) bis "7" (höchstwertiges Bit) numeriert sind. Um eine Bewegung zu fühlen, wird das gespeicherte Videosignal Bildpunkt für Bildpunkt (oder Byte für Byte) mit dem ankommenden Videosignal verglichen. Da wie bereits erwähnt das niedrigstwertige Bit jedes Wortes zur"Markierung" der Ersatzinformation verwendet wird, wird das 7-Bit-Wort, das die Amplitude des gespeicherten Signals darstellt,Bit für Bit mit dem 7-Bit-Wort verglichen, das die Amplitude des gegenwärtigen oder ankommenden Videosignals darstellt. Das niedrigstwertige Bit wird also beim Vergleich ignoriert, und da sich gezeigt hat, daß große Differenzen nicht toleriert werden können, wird der Vergleich in zwei Ebenen durchgeführt. Im einzelnen werden die Bits Ί, 2, 3 und 4- der Wörter, die das gespeicherte und

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das ankommende Videosignal darstellen, dem (-) - Eingang beziehungsweise dem (+) - Eingang eines Differenzverstärkers 64 zugeführt, der an seinem Ausgang ein 4—Bit-Wort liefert, welches die eventuell vorhandene Differenz zwischen dem gespeicherten und dem ankommenden Videosignal darstellt. Das vom Differenzverstärker kommende 4-Bit-Wort gelangt zu einem Vergleicher 66, der es mit einer 4-Bit-Schwellenzahl vergleicht, die schematisch bei 68 angedeutet ist und einen vorbestimmten voreingestellten Wert hat, wesentlich größer ist als Null. Wenn die Ausgangsgröße des Differenzverstärkers 64 die voreingestellte Schwelle übersteigt, dann liefert der Vergleicher ein Signal an den einen Eingang eines ODER-Gliedes 7o.

Um auch die Wahrscheinlichkeit zu berücksichtigen, daß sich das gespeicherte und das gegenwärtige Videosignal in den Bits 1, 2, 3 und 4 nicht voneinander unterscheiden und dennoch in Wirklichkeit eine große Differenz zwischen dem gespeicherten und dem gegenwärtigen Signal vorhanden ist, die sich in den höherwertigen Bits äußert, wird ein zweiter Vergleich zwischen den Bits 5? 6 und 7 des gespeicherten Videosignals und den entsprechenden Bits des ankommenden Videosignals durchgeführt. Zu diesem Zweck werden die drei höchstwertigen Bits des gespeicherten und des gegenwärtigen Videosignal dem (-)-Eingang beziehungsweise dem (+)-Eingang eines zweiten Differenzverstärkers 72 zugeführt, der an seinem Ausgang ein 3-Bit-Wort liefert, das einem mit drei Eingängen versehenen ODER-Glied 74 angelegt wird. Wenn der Differenzverstärker 72 fühlt, daß in den drei höchstwertigen Bits eine Differenz zwischen dem gespeicherten und dem gegenwärtigen Videosignal besteht, die das Vorhandensein einer Bewegung zwischen beiden Signalen anzeigt, dann liefert das ODER-GÜed 74 ein Signal an den zweiten Eingang des ODER-Gliedes 7o. Wenn also in den vier niedrigstwertigen Bits eine über einer bestimmten Schwelle liegende Differenz besteht oder wenn in den drei höchstwertigen Bits eine Differenz besteht, dann wird am Ausgang des ODER-Gliedes 7o ein Signal erzeugt. Der Ausgang des ODER-Gliedes liefert

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also kein Signal, wenn ein Vergleich des gespeicherten mit dem ankommenden Videosignal weniger als ein vorbestimmtes Maß an Bewegung zeigt. Wenn jedoch das System eine ein vorbestimmtes Mjäß überschreitende Bewegung fühlt, dann wird ein Aussagesignal zur Beaufschlagung der Markierungseinheit 4-2 (Figur 3) erzeugt, die daraufhin im Falle, daß das niedrigstwertige Bit eines ein entsprechendes Bi]d element im gespeicherten Bild darstellenden Oodewortes gleichzeitig eine "O" ist, ein Signal "Markierungsteuerung" erzeugt, um den Multiplexer 34- in der weiter oben beschriebenen Weise zu steuern.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Herkunft des Videosignals für den Betrieb des Systems unkritisch ist, vorausgesetzt, das Signal hat die Eigenschaften eines üblichen NTSC-Farbfernsehsignals. Das heißt, das ankommende Videosignal kann von einer Fernsehkamera, von einer Videobandmaschine, von einem Zeitlupen-Abspielgerät oder von einem Fernsehabtaster für Filme kommen. Das System eignet sich also auch gut für den Einsatz bei einer "Live"-Fernsehübertragung wie etwa einer Sportsendung, und falls es versäumt worden sein sollte, ein bestimmtes Ereignis während des Stattfindens zu senden, kann man das Signal später von einer Videobandmaschine entnehmen und die Bahn eines sich bewegenden Objekts wiedergeben.

Das beschriebene System liefert ähnliche Ergebnisse wie die klassische stroboskopisch^ Standbildphotographxe, bringt aber eine noch größere Flexibilität der Wiedergabe und erfordert weniger Einschränkungen bei der Produktion. Obwohl das System vorstehend in Verbindung mit Sportfernsehen beschrieben wurde und für dieses Gebiet ebenso bedeutsam ist wie es dort Zeitlupe und Stillstand sind, haben sich die bemerkenswert schönen und informativen Bilder,die mit dem System erzeugt werden können, auch als brauchbar für andere Unterhaltungs- und Nachrichtenprogramme erwiesen, sowie für lehr- und Trainingszwecke.

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Obwohl die Erfindung vorstehend in ihrer speziellen An-wendung beim NTSC-Farbfernsehen beschrieben wurde, läßt sie sich natürlich auch direkt auf das Schwarz-Weiß-Fernsehen anwenden und ist in dieser Art besonders nützlich, zum Beispiel bei sogenannten Closed-Circuit-Systemen (Systeme, die nur einem begrenzten Kreis zugänglich sind) oder bei der Erstellung von Trainingsbändern zur Unterweisung in die Schritte eines Montagevorgangs. Mit relativ geringen Modifikationen an den Schaltungen zur Verarbeitung der Farbkomponente kann das erfindungsgemäße System genauso gut auch in Verbindung mit anderen Farbfern sehnormen verwendet werden, zum Beispiel in Verbindung mit der PAL- und der SECAM-Norm. Da es nicht unüblich ist, in Bildspeichern für das PAL- und das SECAM-System die sogenannte "Komponentenkodierung" anstelle der beim NTSC-System angewandten "Gemischkodierung" zu verwenden, muß man sich nicht mit einem Trägersignal auseinandersetzen und braucht daher keine Phaseninvertierung.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines speziellen bevorzugten Ausführungsbeispieles erläutert, wobei auch einige Modifikationen zur Anpassung der Erfindung an andere Anwendungsarten angedeutet wurden. Solche Modifikationen und ebenso auch andere für Fachleute naheliegende Abwandlungen sollen mit den Patentansprüchen gleichermaßen umfaßt sein.

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Claims

Patentansprüche

Anordnung, die aus ankommenden Fernsehsignalen Bildsignale ableiten kann, um gleichzeitig eine Folge ausgewählter getrennter Abbildungen eines Objekts wiederzugeben, das sich für die Dauer einer wählbaren Zeitspanne in einer ansonsten statischen Szene bewegt, gekennzeichnet durch:

a) eine Verzögerungseinrichtung (3<°>),die ein Videosignal für eine einer Vollbildpenode im wesentlichen gleiche Zeit verzögert und eine Speichereinrichtung enthält, in welche Ersatzinformationen für einzelne Bildelemente eines darin gespeicherten Fern seh sign als einfügbar sind:

b) eine Schalteinrichtung (32, 34), die im Normalfall ankommende Bildsignale auf einen Ausgangsanschluß (52) der Anordnung koppelt und bei Veranlassung des Beginns einer wählbaren Zeitspanne durch eine Bedienungsperson mit der Speichereinrichtung verbindbar ist, um ein Einzelbild aus den ankommenden Bildsignalen auf die Speichereinrichtung zu koppeln, und die bei ihrer Verbindung mit der Speichereinrichtung gemeinsam mit letzterer eine Umlaufschleife (34, 38, 4o) zur Speicherung des besagten einen Bildes bildet;

c) eine Vergleichseinrichtung (36) zum Vergleichen des gespeicherten Bildes mit einzelnen ausgewählten der während der wählbaren Zeitspanne nacheinander ankommenden Bilder, wobei die Vergleichseinrichtung beim Fühlen von Unterschieden zwischen einander entsprechenden Bildelementen des gespeicherten und der nacheinander ankommenden Bilder die Schalteinrichtung so steuert, daß sie in das gespeicherte Bild diejenigen Bildelemente als Ersatz einfügt, die den gefühlten Unterschied verursacht haben;

d) eine Identifizierungseinrichtung(42),welche diejenigen BiId-

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ORiGJNAL INSPECTED

elemente identifiziert, die bereits während der wählbaren Zeitspanne als Ersatz eingefügt worden sind, und die abhängin; davon die Schalteinrichtung derart steuert, daß eine weitere Ersetzung der gleichen Bildelemente im gespeicherten Bild verhindert wird;

e) eine von der Bedienungsperson betätigbare Einrichtung (4-6) zur Beendigung der wählbaren Zeitspanne und zur derartigen Steuerung der Schalteinrichtung, daß zum Ausgangsanschluß (52) der Anordnung ein Bildsignal gekoppelt wird, das mindestens die Bildelemente darstellt, die während der wählbaren Zeitspanne als Ersatz in das gespeicherte Bild eingefügt worden sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (32, 34-) derart steuerbar ist, daß sie während der ganzen wählbaren Zeitspanne zum Ausgangsanschluß (52) der Anordnung ein Videosignal koppelt, das die ankommenden Videosignale und die als Ersatz eingefügten Bildelemente darstellt.

-X₁₉ Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (32, 34-) derart steuerbar ist, daß sie während der ganzen wählbaren Zeitspanne das gespeicherte Bild mit den drin als Ersatz eingefügten Elementen auf den Ausgangsanschluß (52) der Anordnung koppelt.

H__t Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Fernsehsignale digital kodiert sind und daß die Speichereinrichtung ein digitaler Speicher mit einer Kapazität zur Speicherung eines Vollbildes ist.

c Anordnung nach Anspruch 4-, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum derartigen Steuern der Schalteinrichtung (32, 34-), daß das gespeicherte Fersehvollbild mit solchen der nacheinander ankommenden Fernsehvollbilder verglichen wird, die gegenüber dem gespei-

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cherten Bild um eine ganze Zahl von FernsebvoHbildern versetzt sind.

6. Anordnung nach Anspruch. 5, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Steuereinrichtung die Schalteinrichtung (32, 3*0 derart steuert, daß das gespeicherte Fernsehbild mit solchen der nacheinander ankommenden Fernsehvollbildern verglichen wird, die vom gespeicherten

Bild um eine ausgewählte gerade" 'Anzahl voirFeWsehvöllbxldern

versetzt sind.

7. Anordnung nach. Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Fernsehsignale Farbfernsehsignale mit Leuchtdichte- und Farbartkomponenten sind; daß die besagte Steuereinrichtung die Schalteinrichtung (32, 34) derart steuert, daß das gespeicherte Fernsehbild mit solchen der nacheinander ankommenden Fernsehvollbildern verglichen wird, die vom gespeicherten Bild um eine ungerade Anzahl von Fernsehvollbildern versetzt sind; daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Farbartkomponente des gespeicherten Videosignals jeweils in die richtige Phasenlage bringt, um ohne Auslöschung mit der Farbartkomponente des ankommenden Farbfernsehsignal addiert zu werden.

8. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bildelement des digital kodierten ankommenden Fernsehsignals durch mindestens ein aus mehreren Bits bestehendes Godewort dargestellt ist und daß die Identifizierungseinrichtung (4-2) ein ausgewähltes Bit jedes Godewortes zur Identifizierung derjenigen Bildelemente verwendet, die bereits in das gespeicherte Bit als Ersatz eingefügt worden sind.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Identifizierungseinrichtung (42) das ausgewählte Bit jedes zum anfänglich gespeicherten Fernsehsignal gehörenden Oodewortes auf einen von zwei Binärwerten zwingt und daß die Identifizierungseinrich-

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tung das ausgwählte Bit der die Ersatzbildelemente im gespeicherten Bild darstellenden Codewörter auf den anderen der beiden Binärwerte zwingt.

1o. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das aus mehreren Bits bestehende Codewort ein 8-Bit-Wort ist und daß das niedrigstwertige Bit des Wortes zur Identifizierung bereits ersetzter Bildelemente im gespeicherten Bild verwendet wird und daß die Identifizierungseinrichtung (4-2) das niedrigstwertige Bit jedes ein Bildelemente des anfänglich gespeicherten Signals darstellenden Codewortes auf den Binärwert "O" zwingt und daß die IdentifizJerungseinrichtung das niedrigstwertige Bit derjenigen Codewörter, die als Ersatz eingefügte Bildelemente im gespeicherten Bild darstellen, auf den Binärwert "1" zwingt.

H_# Anordnung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Identifiizierungseinrichtung (42) eine logische Schaltung enthält, die Eingangssignale von der Speichereinrichtung (38) und von der ■Vergleichseinrichtung (36) empfängt und beim gleichzeitigen Erscheinen von Logikwerten am Ausgang der Vergleichseinrichtung und des niedrigstwertigen Bits eines ein Bildelement im gespeicherten Bild darstellenden Codewortes anspricht, um die Schalteinrichtung (32, 34-) derart zu steuern, daß sie das gerade erscheinende Bildelement des ankommenden Videosignals an die Stelle des entsprechenden Bildelementes im gespeicherten Videosignal setzt, falls dessen niedrigstwertiges Bit eine "0" ist, und um das niedrigstwertige Bit dieses eingesetzten Bildelementes des ankommenden Videosignals bei seinem Eintritt in die Umlaufschleife auf "1" zu zwingen.

12. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Fernsehsignale NTSC-Farbbildsignale sind und daß die Speichereinrichtung (38) eine Verzögerungszeit von im wesentlichen gleich 525 H bringt, wobei H die Periode der Fernseh-Horizontalzeilenfrequenz ist.

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13· Anordnung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Fernsehsignale digital kodierte NTSC-Farbbildsignale sind und daß die Speichereinrichtung folgendes aufweist: zwei Verzögerungseinrichtungen (54-, 56), die in Serie in der Umlaufschleife liegen und deren erste (54) ein Videosignal für eine Zeitspanne im wesentlichen gleich 262 II und deren zweite (56) ein Videosignal um eine Zeitspanne im wesentlichen gleich 1 H verzögert, wobei H die Periode der Fernsehzelenfrequenz ist; eine mit den Ausgängen der ersten und der zweiten Verzögerungseinrichtung verbundene Umschalteinrichtung (58), die auf die Vertikalsynchronsignale der Fernsehsignale anspricht, um ein in der Umlaufschleife gespeichertes Fernsehteilbild abwechselnd um eine Zeitspanne von 262 H und um eine Zeitspanne von 263 H zu verzögern.

14. Anordnung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, welche die Schalteinrichtung derart steuert, daß das gespeicherte Videosignal nacheinander mit solchen der nacheinander ankommenden Fernsehteilbilder verglichen wird, die vom gespeichetten Teilbild um eine ganze Anzahl von Fernsehvollbildern versetzt sind.

15. Anordnung nach. Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (32, 34) eine Steuereinrichtung enthält, um während der ganzen wählbaren Zeitspanne auf den Ausgangsanschluß (52) der Anordnung ein Videosignal zu koppeln, welches das ankommende Videosignal und die als Ersatz eingefügten Bildelemente darstellt.

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (32, 34) ferner eine Einrichtung enthält, um während der ganzen auswählbaren Zeitspanne auf den Ausgangsanschluß (52) der Anordnung alternativ das gespeicherte Bild einschließlich der darin als Ersatz eingefügten Bildelemente zu koppeln.

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17. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bildelement des digital kodierten ankommenden Fernsehsignals durch ein 8-Bit-Codewort dargestellt ist und daß das niedrigstwertige Bit jedes Codewortes zur Identifizierung derjenigen Bildelemente :lra gespeicherten Videosignal verwendet vi rd, die bereits als Ersatz eingefügt worden sind, und daß die Identifizierungseinrichtung (4-2) das niedrigstwertige Bit jedes Codewortes, das ein Bildelement des anfänglich gespeicherten Videosignals darstellt, auf den Binärwert "0" zwingt und daß die IdentifizierungseinrAchtung das niedrigstwertige Bit derjenigen Codewörter, die Ersatzbildelemente im gespeicherten Videosignal darstellen, auf den Binärwert "1" zwingt.

18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Identifizierungseinrichtung (4-2) eine logische Schaltung enthält, weiche dj 3 Schalteinrichtung (32, 3^-) derart steuert, daß das Einsetzen eines Bildelementes des ©ankommenden Videosignals an die Stelle eines entsprechenden Bildelementes im gespeicherten Videosignal nur dann erfolgt, wenn das letztgenannte Bildelement als niedrigstwertiges Bit eine "0" hat, und welche das niedrigstwertige Bit des neu eingesetzten Bildelementes des ankommenden Videosignals beim Eintritt in die Umlaufschleife auf den Binärwert "1" zwingt.

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