DE2845427A1

DE2845427A1 - Anordnung zur fernsehmaessigen darstellung und aufzeichnung von bewegungsbahnen

Info

Publication number: DE2845427A1
Application number: DE19782845427
Authority: DE
Inventors: Arthur Kaiser
Original assignee: CBS Inc
Current assignee: CBS Broadcasting Inc
Priority date: 1978-01-16
Filing date: 1978-10-18
Publication date: 1979-07-19
Also published as: FR2414838B2; NL177550B; DK150778C; SE440843B; NL177550C; GB2012515A; US4168510A; DK421678A; CA1101984A; ES473933A2; IT1157382B; AU4013078A; SE7809972L; DK150778B; JPS5498516A; JPS6253987B2; NL7809685A; IT7851540A0; GB2012515B; NO783220L

Description

10427 Ks/Ki

CBS C-1399

U.S. Serial ITo: 869,56?

Piled: January 16, 1978

CBS Inc.
New York, N.Y., V.St. v. A.

Anordnung zur fernsehmäßigen Darstellung und Aufzeichnung

von Bewegungsbahnen

Die Erfindung bezieht sich auf Fernseheinrichtungen und betrifft speziell eine Anordnung zur Erstellung eines Fernsehbildes, das die Bewegungsbahn eines sich in einer ansonsten statischen Szene bewegenden Objekts zeigt.

In der deutschen Patentanmeldung P 28 39 059.2 ist eine Anordnung zur Erstellung eines Fernsehbildes beschrieben, das die Bewegung eines Objekts in einer Szene während eines speziellen Zeitintervalls zeigt, indem zusätzlich zu der gerade gezeigten gegenwärtigen Position des Objekts eine Mehrzahl früherer Positionen, beginnend mit dem Anfang des ZeitintervalIs, ebenfalls abgebildet werden. Diese Anordnung enthält eine Speichereinrichtung, die ein einzelnes Fernsehbild (Vollbild) speichern kann und Er satzinformationen für einzelne Bildelemente des gespeicherten Fernsehsignals aufnehmen kann. In Verbindung hiermit ist eine Einrichtung vorgesehen, die ein in der Speichereinrichtung gespeichertes Fernsehbild mit ausgewählten nachfolgend ankommenden Fernsehbildern vergleicht. Venn zwischen entsprechenden Bildelementen der gespeicherten und nachfolgenden Bilder Differenzen gefühlt werden, die eine Bewegung anzeigen, dann 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 im Gedächtnis behalten (gespeichert) oder in irgendeiner sonstigen Weise angezeigt.

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Die Anordnung ist so ausgelegt, daß eine nochmalige Ersetzung eines bereits ersetzten Bildelements im gespeicherten Bild ausgeschlossen wird. Die Frequenz oder Häufigkeit der Vergleiche, d.h. die Anzahl ankommender Fernsehbilder zwischen aufeinanderfolgenden Vergleichen, 13t steuerbar und bestimmt den Abstand zwischen den Abbildungen aufeinanderfolgender Positionen des sich bewegenden Objekts im Bild.

Obwohl der Bewegungsdetektor der beschriebenen Anordnung genügend empfindlich ist, um kleine Differenzen zwischen dem sich bewegenden Objekt und dem statischen Hintergrund für das Einsetzen neuer Bildelemente in das gespeicherte Bild zu fühlen, gibt es Fälle, in denen die als Ersatz eingefügten Bildelemente einen derart geringen Konstrast gegenüber dem Hintergrund haben, daß das am Ende erzeugte Bild weniger effektvoll ist als gewünscht. Bei einem geschlagenen weißen Golfball beispielsweise, der sich relativ langsam über das Grün bewegt, ist genügend Kontrast vorhanden; im Falle eines zugespielten Baseballs aber, der eine Geschwindigkeit von 14-5 bis 160 km/h haben kann, ist die Bewegung so schnell, daß die Fernsehkamera nicht ein Signal voller Amplitude für das sich bewegende Objekt erzeugen kann. Anders ausgedrückt? während der vor der Kamera stillgehaltene Baseball im Bild voll weiß erscheint, kann bei einer Bewegung des Balles mit hoher Geschwindigkeit die Kamera nicht das volle weiße Signal erzeugen, so daß der Ball grau erscheint und somit im Bild nicht so gut wahrnehmbar ist. Wenn also Bildelemente, die ein sich mit relativ hoher Geschwindigkeit gegenüber einem stationären Hintergrund bewegendes Objekt darstellen, in das gespeicherte Bezugsbild bei der oben beschriebenen Anordnung eingesetzt werden, erscheinen diese Elemente im Bild mit dem von der Kamera ursprünglich gefühlten niedrigen Kontrastwert, was für den Betrachter unbefriedigend ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in erster Linie darin, die "Sichtbarkeit" eines Fernsehbildes der oben beschriebenen Art zu verbessern, insbesondere in Situationen, in denen sich das Objekt, dessen Bewegung dargestellt werden soll, verhältnismäßig schnell über einen ansonsten im wesentlichen statischen Hintergrund bewegt. Eine weitere, allgemeinere Aufgabe der Erfindung besteht in

der Schaffung

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eines Systems zur Hervorhebung oder Verstärkung ausgewählter Teile eines Fernsehbildes gegenüber anderen Teilen.

Die genannten Aufgaben werden gelöst, indem die Amplitude der Signale für die Bildelemente, die gegenüber den übrigen Bildelementen hervorgehoben werden sollen, geändert wird. Im Falle der oben beschriebenen Anordnung zur Darstellung der Bewegungübahn eines sich bewegenden Objekts kann dies dadurch erreicht werden, daß die Amplitude der Signale, die als Ersatz ausgewiesene Bildelemente darstellen, um einen willkürlichen Betrag erhöht wird. Somit wird das wiedergegebene Bild des sich bewegenden Objekts intensiver gemacht, um einen stärkeren Kontrast mit der stationären Hintergrundsζene zu bilden. In Fällen, wo der Hint er gi*und heller als das in seiner Bewegung darzustellende Objekt ist, kann der Kontrast alternativ dadurch verbessert werden, daß man die Amplitude der Signale für die Bildelemente, die infolge gefühlter Bewegung in das Referenzbild als Ersatz eingefügt werden, vermindert. Zur weiteren Verbesserung der Sichtbarkeit kann man in manchen Fällen die Amplitude der Signale, welche Ersatzbildelemente darstellen, intermittierend erhöhen, so daß die Abbildungen des sich bewegenden Objekts in der Bilddarstellung "blinken".

Weitere Ziele, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sowie Aufbau und Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Anordnung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in der ein Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung erläutert wird, deren einzige Figur das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Die Erfindung ist besonders geeignet für das in der oben genannten Patentanmeldung P 28 39 059.2 beschriebene System, mit welchem die während eines bestimmten Zeitintervalls ablaufende Bewegung eines Objekts in einer ansonsten statischen Szene dargestellt werden kann. Die Erfindung wird daher in Verbindung mit dieseja System beschrieben, und auf die Offenbarungen der genannten Patentanmeldung sei hiermit ausdrücklich Bezug genommen. In der einzigen Figur der Zeichnung ist das Blockschaltbild eines Bewegungsabbildungsgeräts enthalten, das im wesentlichen der Figur

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3 der genannten Patentanmeldung entspricht und nachstehend genügend ausführlich beschrieben wird, um eine Grundlage für das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu geben. Die Erfindung wird hier speziell in ihrer Anwendung in einem System zur Speicherung und Darstellung der Bahn eines sich bewegenden Objekts in einer ansonsten statischen Hintergrundszene beschrieben, das nach der NTSC-Fernsehnorm und in Digitaltechnik arbeitet. Mit einem in geeigneter Weise modifizierten Speicher- und Wiedergabesystem kann die Erfindung natürlich auch in Verbindung mit irgendwelchen anderen gebräuchlichen Farbfernseher men angewendet werden.

Ein z.B. aus einer Farbfernsehkamera stammendes und über die Leitung Ί0 ankommendes Videoeingangssignal sei in Pulscodemodulation (PCM) unter Verwendung eines 8-Bit-Codes gemäß der in der USA-Patentschrift 3 94-6 432 beschriebenen Technik verschlüsselt und wird den unteren Eingängen b zweier Multiplexer 12 und 14- zugeführt und außerdem an einen Eingang eines Vergleichers 16 gelegt, der in der Figur mit "Bildpunktvergleich¹¹ beschriftet ist. Der Ausgang d des Multiplexers 14 ist mit dem Eingang einer Verzögerungseinrichtung 18 verbunden, deren Verzögerungszeit 525 · H -T beträgt, wobei H die Dauer einer Fernsehzeilenperiode ist. D.h., die Verzögerungseinrichtung 18 und die verschiedenartigen Laufzeiten der Gesamtdauer f in der Umlaufschleife bewirken insgesamt eine Verzögerung um eine Vollbildperiode, denn beim NTSC-System besteht jedes Vollbild aus 525 Zeilen. Die 525 H -Verzögerungseinrichtung kann die Form eines digitalen Vollbildspeichers mit einer Kapazität zur Speicherung eines in Pulscodemodulation verschlüsselten Fernsehvollbildes haben. Alternativ kann die Verzögerungseinrichtung aber auch (wie in der oben genannten Patentanmeldung beschrieben) mit Hilfe zweier hintereinander geschalteter Verzögerungleitungen realisiert werden, deren erste eine Verzögerungszeit von 262 H und deren zweite eine Verzögerungszeit von 1 H bringt und deren Ausgänge mit zugeordneten Eingängen eines Multiplexers verbunden sind, um die Ausgänge der beiden Verzögerungsleitungen unter Steuerung durch die Vertikalsynchronimpulse des Fernsehsignals abwechselnd auszuwählen, so daß mit jedem zweiten Teilbild die Summe der Verzögerungen gleich 525 H ist und ein Fernsehbild erhalten wird, in dem ein Teilbild mit sich selbst

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verflochten ist.

Das Ausgangesignal der Verzögerungseinrichtung 18 wird einem Kammfilter 20 bekannter Konstruktion zugeführt, das mit dem lokalen Farbart-Bezugssignal synchronisiert ist und zwei Ausgangssignale liefert, nämlich ein erstes Signal Y + C und ein zweites Signal V + C* (t). Dieses zweite Signal "besteht aus der Leuchtdichtekomponente und der von Fall zu Fall invertierten Farbartkomponente, d.h. in jedem zweiten Vollbild ist die Farbartkomponente invertiert, um sicherzustellen, daß der Farbhilfsträger am Ausgang der Verzögerungseinrichtung 18 stets in richtigen Phasenbeziehung mit dem lokalen Farbart-Bezugssignal steht. Das erste Ausgangssignal Y + C des Kammfilters 20 wird einem zweiten Eingang des Vergleichers 16 zugeführt und gelangt außerdem zum oberen Eingang a des Multiplexers 14-. Der mit den starken Linien gezeichnete Signalweg vom Ausgang des Multiplexers 14 über die Verzögerungseinrichtung 18, das Kammfilter 20 und zurück zum oberen Eingang des Multiplexers 14 bildet somit eine Umlaufschleife für ein in der Verzögerungseinrichtung 18 gespeichertes Bezugsbild (ein Vollbild oder ein mit sich selbst verflochtenes Teil bild).

Die in der Figur dargestellte Anordnung enthält ferner eine sogenannte Markierungseinheit 22, die den Zweck hat, das Einfügen von Ersatzinformatianen in das gespeicherte Bezugsbild zu steuern, wenn der Vergleicher 16 eine Bewegung zwischen dem gespeicherten Bezugsbild und ausgewählten Vollbildern des ankommenden Videosignals fühlt. Die Markierungseinheit 22 ist eine logische Schaltung, die auf drei Eingangssignale anspricht, um zu passenden Zeiten ein Steuersignal auf den Multiplexer 14 zu geben, so daß Ersatzinformationen für Bildelemente an den jeweils richtigen Stellen in das Bezugsbild eingefügt werden. Die drei Eingangssignal e der logischen Schaltung sind erstens das niedrigstwertige Bit (LSB) des 8-Bit-Codes des gespeicherten Bildes von der Verzögerungseinrichtung 18, zweitens ein logisches Aussagesignal Δ , das erzeugt wird, wenn die Differenz zwischen dem gespeicherten Bild und einem ausgewählten ankommenden Bild einen willkürlichen Schwellenwert übersteigt, und drittens ein logisches Signal von einer mit "Bedienungssteuerung Nr. 1" bezeichneten Leitung 24, die außerdem

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an den ßteuereingang c des Multiplexers 14 angeschlossen ist und bei Erregung den "Start" des Betriebs der Anordnung einleitet. Ein erster Ausgang der Markierungseinheit 22, der mit"Zwinge LSB = 1" bezeichnet ist, ist mit der Unilaufschleife verbunden. Ein an diesem Ausgang erscheinendes Signal zwingt das niedrigstwertige Bit des 8-Bit-Codes des umlaufenden Signals auf den Logikwert "1". Ein zweiter Ausgang der Markierungseinheit 22 legt ein mit "Markierungssteuerung" bezeichnetes Signal an den Multiplexer 14, immer wenn das Aussagesignal Δ und das niedrigstwertige Bit des umlaufenden Videosignals gleichzeitig gleich "0" sind. Eine zweite Steuerleitung 26, mit "Bedienungssteuerung Nr.2"bezeichnet, ist mit dem Steuereingang c des Multiplexers 12 verbunden und bestimmt, ob das System im kontinuierlichen Betrieb oder im Abfragebetrieb laufen soll. Die Leitung 26 dient außerdem als "Stop"-Steuerleitung. Eine weitere Steuerleitung 28 mit der Bezeichnung "Abfragehäufigkeit" führt zum Multiplexer 14 und liefert ein Signal entsprechend einem Logikwert, der davon abhängt, wie groß die von der Bedienungsperson gewählte Häufigkeit oder Folgefrequenz ist, mit der die Bewegung im Bild auf den neuesten Stand gebracht wird. Die Bedeutung dieses Signals wird weiter unten noch erläutert werden. Schließlich wird das niedrigstwertige Bit in der mit den dicken Linien gezeichneten Schleife über eine Leitung 30 auf einen zweiten Steuereingang des Multiplexers 12 gekoppelt, um zu bewirken, daß das gespeicherte Bezugsbild auf den Ausgangsanschluß 32 gegeben wird, wenn der Multiplexer 12 durch Betätigung der "Bedienungssteuerung Wr.2" entsprechend konditioniert ist. Die Logikzustände an den Leitungen 30 und 26 veranlassen den Multiplexer 12, von seinem Eingang b auf seinen Eingang a umzuschalten, was bedeutet, daß Biüdelemente, die vorher als Ersatz eingefügt worden sind, in ein ansonsten "live" laufendes Videosignal eingesetzt werden.

Bex der dargestellten Anordnung gibt es drei Betriebszustände: einen Zustand "rückgesetzt", einen Zustand "Start" und einen Zustand "Stop". Im rückgesetzten Zustand ist die "Start"-Leitung 24 "ausgeschaltet", und die Ausgänge "Markierungssteuerung" und "Zwinge LSB =1" der Markierungseinheit 22 sind beide "ausgeschaltet". Da der Multiplexer 14 den Eingang zur UmIaufschieife wählt,

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läuft im rückgesetzten Zustand in der Schleife nichts um, weil der Eingang b ausgewählt ist. Das Ausgangssignal am Ausgangsanschluß 32 entspricht dem Videoeingangssignal auf der Eingangsleitung 10, da der Multiplexer 12 so konditioniert ist, daß er das Eingangssignal wählt,wenn nicht und "bis die"Bedienungssteuerung Nr.2" betätigt ist.

Im "Start"-Zustand ist die "Start"-Leitung 24- erregt ("eingeschaltet"), was bewirkt, daß der Multiplexer 14- eiü Bezugsbild (ein Vollbild im Falle der normalen Ausführungsform der Verzögerungseinrichtung 18 oder ein Teilbild im Falle der oben beschriebenen alternativen Ausführungsform der Verzögerungseinrichtung 18) in die Umlaufschleife koppelt und daß ferner der mit "Markierungssteuerung" bezeichnete Ausgang der Markierungseinheit 22 die Steuerung des Multiplexers 14- übernimmt, so daß immer wenn während der Zeit des Umlaufens des Bezugsbildes das niedrigstwertige Bit gleich Null und das Aussagesignal Δ » 1 ist, der Multiplexer 14- auf seinen Eingang b schaltet, um Ersatzinformation aus dem ankommenden Videosignal anzunehmen. Wenn die Anordnung im kontinuierlichen Betrieb läuft, bewirkt das Erscheinen einer "1" als niedrigstwertiges Bit auf der Leitung 30, die zum oberen Steuereingang des Multiplexers 12 führt, daß dieser Multiplexer farbphasenkorrigierte umlaufende Ersatzdaten auswählt, die an seinem oberen Eingang a erscheinen.

Der "Stop"-Zustand der Anordnung wird durch Betätigung der "Bedienungssteuerung Nr.2" eingestellt, womit ein Steuersignal an den Steuere ingang c des Multiplexers 12 gelegt wird, das diesen Multiplexer veranlaßt, das an seinem oberen Eingang a erscheinende Signal Y + 3"(t) auszuwählen. Die "Bedienungssteuerung Nr.1", nunmehr in Negation, macht das mit "Markierungssteuerung" bezeichnete Signal unwirksam so daß der Multiplexer 14· den Zustand für den Umlaufbetrieb gehalten wird. Da der Multiplexer 14- in diesem Zustand das an seinem oberen Eingang a zugeführte Signal auswählt, läßt er weiterhin das Originalbezugsbild plus alle die Ersatzdaten umlaufen, die ihm während der Zeit zwischen Betätigung der "Start"-Steuerung und Betätigung der "Stop"-Steuerung zugegeben worden sind.

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Um sicherzustellen, daß die Ersatzinformation, die aufgrund des Eühlens einer Bewegung zwischen dem gespeicherten Bild und dem ankommenden Videosignal in das umlaufende gespeicherte Bild eingefügt worden ist, durch nachfolgende Vergleiche nicht "gelöscht" wird, wird das niedrigstwertige Bit des 8-Bit-Codesignals als Codierinformation zur Identifizierung der erneuerten Bildelemente verwendet. Das niedrigstwertige Bit jedes 8-Bit-Wortes wird willkürlich auf "0" gezwungen, wenn es in den Multiplexer 14 eintritt, so daß alle in den Multiplexer 14 einlaufenden Bildelemente nur sieben Bits für die Amplitudeninformation enthalten und ein Bit als Codierinformation. Alle Bildelemente des anfänglich in der Umlaufschleife gespeicherten Bezugsbildes haben somit acht Informationsbits, deren niedrigstwertiges stets gleich "0" ist. Wenn der Vergleicher 16 feststellt, daß zwischen neuen Bildelementen und entsprechenden Elementen in der Umlaufschleife ein Unterschied besteht, dann wird das ankommende Bildelement durch die Logik der Markierungseinheit 22 "markiert", indem sein niedrigstwertiges Bit, das bisher gleich "0" war, auf "1" gebracht wird, und die derart markierten Elemente ersetzen dann sofort die betreffenden, anfänglich im gespeicherten Bild gewesenen Elemente. Ein Codewort für ein Bildelement der Videoeingangsinformation, dessen niedrigstwertiges Bit auf "1" gezwungen ist, wird jedoch nur dann in das gespeicherte Bild eingefügt, wenn das entsprechende Element des gespeicherten Bildes nicht bereits eine "1" als niedrigstwertiges Bit hat. D.h., 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.

Es ist wichtig, daß die Phase des Farbhilfsträgers derjenigen Bildelemente, die als Ersatz in das gespeicherte Bild eingefügt werden, die gleiche ist wie beim gespeicherten Videosignal, damit die Parbartinformation im neu eingesetzten Bildelement nicht infolge der von Vollbild zu Vollbild geschehenden Phasenumkehr des Farbhilfsträgers verloren geht. Dies wird ohne unnötige Komplizierung der Schaltungsanordnung in befriedigender Weise erreicht, indem man Ersatζinformation in nur eines von jeweils zwei oder noch mehr der aus dem Bezugsbild genommenen Vollbilder

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einfügt. Hiermit wird einerseits ein klar erkennbarer Abstand zwischen aufeinanderfolgend wiedergegebenen Positionen des sich bewegenden Objekts erhalten und andererseits die Notwendigkeit einer Umkehr der Farbartkomponente innerhalb der Umlaufschleife umgangen. Die mit "Abfragehäufigkeit" bezeichnete leitung 28 bewirkt eine übergeordnete Steuerung (override control) des Multiplexers 14, um die Folgefrequenz oder Häufigkeit, mit der das Bild auf den neuesten Stand der Bewegung gebracht wird, je nach Wahl der Bedienungsperson auf eine gewünschte gerade Anzahl von Vollbildern des ankommenden Videosignals voreinzustellen. Bei jeder dieser Abfragefrequenzen hat die Ersatzinformation die richtige 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 Grün geschlagenen Golfballes ersetzen diese aufeinanderfolgenden Ersatzinformationen das Rasengrün in der statischen Szene durch einen weißen Ball.

Die beschriebene Anordnung arbeitet also zusammenfassend gesagt auf folgende Weise: wenn zwischen neuen Bildelementen und entsprechenden Bildelementen des gespeicherten Bezugsbildes eine Differenz gefühlt wird, die eine Bewegung anzeigt, dann ersetzen die betreffenden neuen Bildelemente sofort diejenigen Elemente, die anfänglich an der entsprechenden Stelle im Bildspeicher waren« Falls beim nächsten Vergleich, der dem vorangegangenen Vergleich nach einem oder mehreren Vollbildern folgen kann, eine Differenz gefühlt wird, dann werden diejenigen der anfänglich im Bildspeicher gespeicherten Elemente ersetzt, die an der neuen Position des sich bewegenden Objekts liegen. Dieses Spiel setzt sich fort über die gesamte Zeitspanne, während welcher die Bewegungsbahn des Objekts gezeichnet werden soll und deren Dauer durch die Bedienungsperson gesteuert oder automatisch vorbestimmt wird. Somit werden aufeinanderfolgende Positionen des sich bewegenden Objekts gespeichert, während das Objekt seinen Weg verfolgt, und am Ende des Zyklus ist das Vollbild darstellbar, in dem alle die verschiedenen Positionen des sich bewegenden Objekts gleichsam "eingefroren" sind. Diese Bildinformation kann in verschiedenster

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Art wiedergegeben werden. Bei einer ersten Art wird das Bezugsbild mit Betätigung eines "Start"-Schaltknopfs gespeichert und gemeinsam mit den neu eingefügten Bildelementen ab dem Augenblick des "Starts" bis zur Beendigung der Aufnahme wiedergegeben, und nach Betätigung des "Stop"-Schalters wird das Bezugsbild mit allen seinen neu eingesetzten Bildelementen wiedergegeben. Bei einer anderen Art wird im Augenblick des "Starts" ein Bezugsbild gespeichert, und wie oben werden Ersatzbildelemente so wie sie erscheinen während der Aufnahmezeit in dieses Bild eingefügt. Wiedergegeben während der Aufnahmezeit wird jedoch das Livebild gemeinsam mit den Ersatzbildelementen, so wie sie auftreten. Nach Betätigung des "Stop"-Schalters am Ende der Aufnahmezeit wird das gespeicherte Bezugsbild mit allen seinen Ersatzbildelementen wiedergegeben. In diesem Fall ist also die während der Zeitspanne zwischen "Start" und "Stop" wiedergegebene Aktion im wesentlichen live, man sieht das Objekt sich kontinuierlich über den statischen Hintergrund bewegen, aber hinter dem sich bewegenden Objekt sieht man auch die festgehaltenen Bilder seiner vorherigen Positionen.

Vie weiter oben erwähnt, gibt es häufig Situationen, in denen bei der Wiedergabe aufeinanderfolgender Positionen eines sich bewegenden Objekts der Kontrast zwischen den neu eingesetzten Bildelementen und dem Hintergrund aus dem einen oder anderen Grunde (z.B. der Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts) unzureichend ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Sichtbarkeit der aufeinanderfolgenden Positionen des sich bewegenden Objekts verbessert, indem die Amplitude der die neu eingesetzten Bildelemente darstellenden Signale geändert wird, um den Bildkontrast zwischen dem sich bewegenden Objekt und dem ansonsten stationären Hintergrund zu erhöhen. Im Falle eines sehr schnell geschleuderten Baseballs, wo der Mangel an ausreichendem Kontrast auf die Unfähigkeit der Fernsehkamera zur Erzeugung eines voll weißen Signals zurückzuführen ist, wird der Kontrast vorzugsweise dadurch verbessert, daß man die Amplitude der die Ersatzbildelemente darstellenden Signale um ein willkürliches Maß erhöht, um näher an den Weißwert zu gelangen. Wenn man aber beispielsweise aufeinanderfolgende Positionen eines Footballs erstellen will, der über einen Torpfosten fliegt, wobei der Hintergrund häufig heller als der

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braune Football ist, läßt sich ein besserer Kontrast eher durch Ampütudenverminderung der die Ersatzbildelemente darstellenden Signale erreichen, so daß der Football im Bild mehr zum Schwarz hin wiedergegeben wird. Gemäß der Erfindung erfolgt also eine Identifizierung derjenigen der im Bezugsbild gespeicherten Bildelemente, die zu ändern sind, und je nach der Natur des Hintergrundes und der Art seines Einflusses auf den Kontrast zwischen ihm und dem sich bewegenden Objekt erfolgt entweder eine Erhöhung oder Verminderung der Amplitude der Signale, welche die aufeinanderfolgenden Positionen des sich bewegenden Objekts darstellen, um den Kontrast zwischen dem sich bewegenden Objekt und seinem Hintergrund zu verbessern.

Das beschriebene Prinzip der Kontrastverbesserung kann auf verschiedene Arten realisiert werden. Da die Ersatzbildelemente, welche die aufeinanderfolgenden Positionen des sich bewegenden Objekts darstellen, in der Umlaufschleife gespeichert sind, ist es z.B. möglich, an einer geeigneten Stelle in der Schleife eine Schaltung zur Amplitudenänderung der die Ersatzbildelemente darstellenden Signale einzufügen. Da jedoch die Amplitude nach einer einmal innerhalb der Schleife erfolgten Änderung später nicht geändert werden kann, ist es vorzuziehen, die Ecsatzbildelemente an einem Punkt außerhalb der Umlaufschleife zu ändern. Eine entsprechende Ausführungsform ist weniger kompliziert und bringt eine größere Flexibilität.

Bei der dargestellten Ausfuhrungsform, wo Signale, die Ersatzbildelemente darstellen, außerhalb der Umlaufschleife geändert werden, ist der Ausgangsanschluß 32 des Multiplexers 12 mit einem Eingang einer Addier schaltung 40 verbunden, deren Ausgang 4-2 an ein geeignetes Wiedergabegerät (nicht dargestellt) anschließbar ist. Beinhier gezeigten Beispiel empfängt die Addierschaltung am Eingang ein im 8-Bit-Pulscode verschlüsseltes Videosignal, und wenn der Schaltung 40 nicht noch irgendwelche anderen Signale zugeführt werden, dann erscheint das ihrem Eingang angelegte Signal an ihrer Ausgangsklemme als Videosignal in 8-Bit-Pulscodemodulation. Die Addierschaltung 40 hat als zweiten Eingang eine Leitung 44, deren Funktion darin besteht, in die Addierschaltung

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ein n-Bit-Wort einzubringen, das eine willkürliche konstante Zahl darstellt und zu denjenigen Zeiten, in denen die Amplitude des im 8-Bit-Code verschlüsselten Videosignals geändert werden soll, arithmetisch mit den 8-Bit-Wörtern addiert wird, die dein anderen Eingang zugeführt werden. Die Zeitpunkte dieser Addition (oder Subtraktion) werden "bestimmt durch ein Intensivierungssignal ("Intensivierung ein"), das der Addierschaltung über eine Leitung 4-6 zugeführt wird. Das vom Multiplexer 12 kommende 8-Bit-Wort kann in jedem Zeitpunkt irgendeinen von 256 diskreten Werten haben und somit, ohne diesen Werten irgendwelche speziellen Einheiten zugrundezulegen, irgendeinen von 256 Amplitudenwerten von z.B. 0 bis 255 darstellen, wobei 0 der Schwarzwert und 255 der äußerste Weißwert ist. Wenn nun als Annahme die Zahl η gleich 4 ist und die Bits dieses 4—Bit-Worts den vier niedrigstwertigen Bits des das verschlüsselte Videosignal darstellenden 8-Bits-Worts entsprechen, dann könnten 15 Einheiten zu dem Wert des eingangsseitigen 8-Bit-Worts hinzuaddiert werden, egal wie hoch dieser Wert zum Zeitpunkt der Addition ist. Als Beispiel sei die Situation bei einem sich schnell bewegenden Baseball betrachtet, der im Falle seines Stillstands wegen seiner hellen weißen Farbe einen Signalwert von 255 bringen würde, aber wegen s-einer hohen Geschwindigkeit einen Wert von nur 70 Einheiten bringt. Die Addition von 15 Einheiten zur Erzielung eines Gesamtwerts von 85 Einheiten hat dann einen ausgeprägten Effekt auf die Sichtbarkeit des Balles im wiedergegebenen Bild. Die Zahl η könnte alternativ auch gleich 5 sein, in diesem Fall wurden dem vom Multiplexer 12 kommenden Signal 31 Amplitudeneinheiten hinzuaddiert werden.

Es wurde bereits erwähnt, daß die gerade beschriebene Addition nur dann stattfindet, wenn das Signal "Intensivierung ein" im •logischen Ja-Zustand ist, und um den Zweck der Erfindung zu erfüllen, wird dieses Signal nur während der Zeiten identifizierter Ersatzbildelemente im gespeicherten Bild in diesen logischen Ja-Zustand gebracht. Ein logischer Ja-Wert wird zu den passenden Zeiten auf die Leitung 4-6 gegeben, und zwar mittels eines mit niedriger Frequenz arbeitenden Torsteuergenerators 48, der seinerseits durch eine auf der Leitung 30 erscheinende "1" aktiviert wird. Wie weiter oben bei der Beschreibung des grundlegenden

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Aufbaus der Anordnung ausgeführt wurde, steht die Leitung j>0 in Verbindung mit dem niedrigstwertigen Bit und fuhrt als Signal immer eine "1", wenn ein Signal gemäß Bildpunkterneuerung vorhanden ist. Der Generator 48 kann einfach ein Gerät zur Erzeugung eines intermittierenden Gleichstromsignals sein, das je nach dem Vorhandensein oder Fehlen einer "1" an seinem Eingang nach oben oder unten geht, wenn der Generator 48 durch die Bedienungsperson aktiviert ist. Diese Aktivierung kann z.B. mittels eines bei 50 schematisch angedeuteten Schalters erfolgen, wenn eine Kontrasterhöhung gewünscht wird. In diesem Betriebszustand wird die Addierschaltung 40 immer dann aktiviert, wenn das Ausgangssignal des Torsteuergenerators 48 "hoch" ist, so daß eine willkürliche, durch das n-Bit-Wort auf der Leitung 44 bestimmte Zahl jedem Signal hinzuaddiert wird, das in diesem Moment vom Multiplexer 12 kommt und dasjenige ist, welches die Markierung auf der Leitung 30 bewirkt.

Die Einrichtung 40 ist vorstehend mit"Addierschaltung" bezeichnet worden, weil speziell der Fall beschrieben wurde, daß die Amplitude von Signalen, die Ersatzbildelemente darstellen, zur Verbesserung des Kontrasts erhöht wird. Natürlich kann die Schaltung 40 so ausgelegt sein, daß sie in Fällen, wo eine Kontrastverbesserung durch "Verdunkelung" des sich bewegenden Objekts gegenüber dem Hintergrund erzielt werden soll, eine Subtraktion durchführt, d.h. zum Zeitpunkt der Aktivierung ein n-Bit-Vort vom ankommenden Videosignalwort subtrahiert. Andererseits 1iegt es auch im Bereich der Erfindung und des Vermögens eines Durchschnittsfachmanns, zur Erhöhung bzw. zur Verminderung der Signalamplitude statt einer Addition bzw. einer Subtraktion eine Multiplikation bzw. eine Division durchzuführen. Auch brauchen die Bits des über die Leitung 44 zugeführten n-Bit-Wortes nicht wie beschrieben unbedingt den vier niedrigstwertigen Bits des vom Multiplexer 12 kommenden 8-Bit-Wortes zu entsprechen sondern können eine beliebige Zahl η irgendwelcher mittlere Bits sein, z.B. die mittleren vier oder die mittleren fünf Bits oder irgendeine andere Zahl von Bits an irgendeiner gewünschten Stelle bezüglich des 8-Bit-Vortes. Dies liegt im Ermessen des Konstrukteurs. Bei einer mit Erfolg ausprobierten Anordnung sind die Anzahl der Bits im n-Bit-Wort

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und ihre Position wählbar, um die mit dem ankommenden Videosignalvrort zu addierende (oder davon zu subtrahierende) Zahl willkürlich erhöhen oder vermindern zu können, so daß die Anordnung in verschiedensten Situationen angepaßt werden kann, um ein gewünschtes Maß an Kontrastverbesserung zu erzielen.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind Maßnahmen getroffen, um Bildelemente, die aufeinanderfolgende Positionen eines sich bewegenden Objekts darstellen, intermittierend hervorzuheben. Obwohl mit den bisher beschriebenen Maßnahmen die Sichtbarkeit der Bahn eines schnell fliegenden Baseballs recht gut verbessert werden kann, läßt sich eine weitere Steigerung der Sichtbarkeit erzielen, wenn man die Amplitudenerhöhung (oder die Amplitudenverminderung) mit einer gewählten Frequenz ein- und ausschaltet, um die Aufmerksamkeit auf die aufeinanderfolgenden Positionen des sich bewegenden Objekts zu lenken. Die intermittierende Intensivierung ("Blinken") wird dadurch erreicht, daß man den Torsteuergenerator 48 mit einer geeigneten Wiederholungsfrequenz arbeiten läßt (z.B. jeweils eine halbe Sekunde "eingeschaltet" und eine halbe Sekunde "ausgeschaltet"), so daß die Intensivierungs-Einschaltleitung 46 nur die Hälfte der Zeit ein "hohes" Signal führt, wobei der Logikwert "1" auf der Leitung 50 bestimmt, wann dieses Signal hoch ist. Die bei 50 angedeutete, von der Bedienungsperson zu betätigende Steuervorrichtung enthält geeignete Einrichtungen, um festzulegen, ob das Ausgangssignal des Torsteuergenerators ein intermittierendes Gleichstromsignal unter Steuerung durch den Markierungsimpuls oder eine niederfrequente Rechteckwelle sein soll, so daß ein Wahl zwischen kontinuierlicher und "blinkender" Kontraststeigerung möglich ist. Der Torsteuergenerator kann einfach freilaufender Rechteckwellengenerator sein, d.h. er braucht nicht mit dem zugeordneten Fernsehsystem synchronisiert zu sein und kann mit irgendeiner zum " Blinken" geeigneten Frequenz laufen.

Die vorstehend beschriebene Anordnung stellt lediglich ein spezielles bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, d.h. es sind auch andere Ausführungsformen und Modifikationen möglich, die von den Patentansprüchen gleichermaßen mit umfaßt seien.

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Claims

Patentansprüche

Λ.) 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 im wesentlichen statischen Szene bewegt, mit folgenden Teilen:

a) einer Verzögerungseinrichtung, die ein Videosignal für eine einer Vollbildperiode im wesentlichen gleiche Zeit verzögert und eine Speichereinrichtung enthält, in welche Ersatzinformationen für einzelne Bildelemente eines darin gespeicherten Fernsehsignals einfügbar sind;

b) einer Schalteinrichtung, die im Normalfall ankommende Bildsignale auf einen Ausgangsanschluß 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 zur Speicherung des besagten einen Bildes bildet;

c) einer Vergleichseinrichtung 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

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verirrsacht haben;

d) einer Identifizierungseinrichtung, welche diejenigen Bildelemente identifiziert, die bereits während der wählbaren Zeitspanne als Ersatz eingefügt worden sind, und die abhängig davon die Schalteinrichtung derart steuert, daß eine weitere Ersetzung der gleichen Bildelemente im gespeicherten Bild verhindert wird;

e) einer von der Bedienungsperson betätigbaren Einrichtung zur Beendigung der wählbaren Zeitspanne und zur derartigen Steuerung der Schalteinrichtung, daß zum Ausgangsanschluß 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,

gemäß dem Patent (Patentanmeldung P 28 39 059-2), g e k e η η ζ eichnet durch

f) eine Einrichtung (48, 4-0), die durch die Identifizierungeinrichtung wirksam, gemacht wird, um in der Wiedergabe den Kontrast zwischen den getrennten Abbildungen des sich bewegenden Objekts und der ansonsten im wesentlichen statischen Szene zu verbessern.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrastverbesserungseinrichtung (48, 4-0) die Amplitude des Videosignals, das die während der ausgewählten Zeitspanne in das gespeicherte Bild als Ersatz eingefügten Bildelemente darstellt, relativ zu dem die ansonsten im wesentlichen statische Szene darstellenden Videosignal erhöht.
3. Anordnung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrastverbesserungseinrichtung (48, 40) die Amplitude des Videosignals, das die während der ausgewählten Zeitspanne als Ersatz in das gespeicherte Bild eingefügten Bildelemente darstellt, relativ zu dem die ansonsten im wesentlichen statische Szene darstellenden Videosignal vermindert.
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine

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Einrichtung (in 48) vorgesehen ist, welche die Amplitude des Videosignals, das die während der ausgewählten Zeitspanne als Ersatz in das gespeicherte Bild eingefügten Bildelemente darstellt, mit einer vorbestimmten Frequenz intermittierend erhöht.
5. Anordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (in 48) vorgesehen ist, welche die Amplitude des Videosignals, das die während der ausgewählten Zeitspanne als Ersatz in das gespeicherte Bild eingefügten Bildelemente erstellt, mit einer vorbestimmten Frequenz intermittierend vermindert.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrastverbesserungeinrichtung (48, 40) eine mit dem Ausgangaanschluß (42) der Anordnung gekoppelte und durch die Identifizierungseinrichtung (22) gesteuerte Einrichtung aufweist, welche die Amplitude des Videosignals, das die während der ausgewählten Zeitspanne in das gespeicherte Bild als Ersatz eingefügten Bildelemente darstellt, um einen vorbestimmten wählbaren Betrag ändert.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte amplitudenändernde Einrichtung durch die Bedienungsperson so einstellbar ist, daß sie die besagte Amplitudenänderung intermittierend durchführt.
8. Anordnung nach Anspruch 6» dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Fernsehsignale digital codiert sind und daß die Speichereinrichtung (18) ein digitaler Vollbildspeicher ist und daß die amplitudenändernde Einrichtung eine durch die Identifizierungseinrichtung (22) aktivierbare Anordnung (40) aufweist, um eine vorbestimmte Digitalzahl algebraisch zu derjenigen Digitalzahl zu addieren, welche die Amplitude der während der ausgewählten Zeitspanne als Ersatz in das gespeicherte Bild eingefügten Bildelemente darstellt.
9. Anordnung nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Fernsehsignale digital codiert sind und daß die

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Speichereinrichtung ein digitaler YoI!bildspeicher (18) ist und daß die amp 3 itudenändernde Einrichtung eine durch die Identifizierungseinrichtung (22) aktivierbare Anordnung (40) enthält, um eine vorbestdmmte Digitalzahl algebraisch zu derjenigen Digitalzahl zu addieren, welche die Amplitude der während der ausgewählten Zeitspanne als Ersatz in das gespeicherte Bild eingefügten Bildelemente darstellt.

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