DE2925330C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Ableitung stroboskopartiger Bildsignale aus Fernsehsignalen - Google Patents

Description

55

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5 vorausgesetzt ist. Hierbei handelt es sich um die stroboskopartige Darstellung bewegter Objekte in einer ansonsten statischen Szene eines Fernsehbildes.

Gemäß den in Form der DE-OS 28 39 059 nachveröffentlichten Unterlagen der älteren Patentanmeldung P 28 39 059.2 gehört eine Anordnung zur Erzeugung eines Fernsehbildes zum Stand der Technik, das die Bewegung eines Objektes in einer Szene während eines speziellen Intervalls so darstellt, daß zusätzlich zu seiner gegenwärtigen Position auch eine Vielzahl früherer Positionen, beginnend mit dem Start des Zeitintervalls, abgebildet ist. Die Anordnung enthält eine Speichereinrichtung, die ein einzelnes Fernsehbild (Vollbild) speichern kann und worin sich die Information einzelner Bildpunkte der jeweils gespeicherten Fernsehsignale selektiv durch neue Informationen ersetzen lassen. Die Gewinnung und Einspeicherung der Ersatzinformation geschieht in Verbindung mit einer Einrichtung, welche das gespeicherte Fernsehbild mit ausgewählten, nachfolgend ankommenden Einzelbildern vergleicht. Wenn zwischen einander entsprechenden Bildpunkten des gespeicherten und der nachfolgend ankommenden Einzelbilder Unterschiede gefühlt werden, was das Vorhandensein einer Bewegung anzeigt, dann werden diejenigen Bildpunkte, die den gefühlten Unterschied verursacht haben, an die Stelle der entsprechenden Bildpunkte im gespeicherten Einzelbild gesetzt, und außerdem wird die Tatsache, daß eine solche Ersetzung stattgefunden hat, jedesmal ebenfalls gespeichert oder in sonstiger Weise angezeigt Die Anordnung ist so ausgelegt, daß eine nochmalige Ersetzung von bereits ersetzten Bildpunkten im gespeicherten Einzelbild ausgeschlossen ist. Die Frequenz der Vergleiche, d. h. die Anzahl ankommender Fernsehvollbilder zwischen aufeinanderfolgenden Vergleichen, ist einstellbar und bestimmt den Abstand, in dem aufeinanderfolgende Positionen des sich bewegenden Objekts im Bild dargestellt werden.

Die Anordnung nach der erwähnten Patentanmeldung bringt eine annehmbare Wiedergabe aufeinanderfolgender Positionen des sich bewegenden Objekts, wenn die nacheinander ankommenden Einzelbilder, die für den Vergleich mit dem gespeicherten Einzelbild herangezogen werden, genügend weit auseinanderliegen, daß sich aufeinanderfolgende Abbildungen des bewegten Objekls nicht berühren oder überlappen. Es gibt jedoch Fälle, z. B. wenn die Gesamtbewegung einer einen Golfschläger schwingenden Person dargestellt werden soll, wo eine Überlappung zwischen aufeinanderfolgenden Bildern (z. B. des Arms der Person) kaum zu vermeiden ist. In diesem Fall wird das späteste Bild teilweise verdeckt, weil die Anordnung den früheren Bildern Vorrecht gibt.

Die Gründe für diese manchmal unerwünschte Eigenschaft der vorgeschlagenen Anordnung werden deutlich, wenn man die Arbeitsweise des in F i g. 1 der beigefügten Zeichnungen dargestellten Systems näher analysiert (diese Figur entspricht der Fig. 2 der erwähnten älteren Patentanmeldung). Das vorgeschlagene System enthält zwei Multiplexer 14 und 16, deren jeder zwei Eingänge a und b hat und einen Steueranschluß c aufweist, von dessen Erregung es abhängt, welcher der beiden Eingänge mit der Ausgangsklemme d des Multiplexers gekoppelt wird. Ferner ist ein Vergleicher 18 und ein Schalter 20 vorgesehen, der eine geöffnete Stellung R und eine geschlossene Stellung S einnehmen kann. Das ankommende Videosignal wird dem einen Eingang des Vergleichers 18 und außerdem dem »unteren« Eingang ödes Multiplexers 16 zugeführt. Die Ausgangsklemme d des Multiplexers 16 ist mit der unteren Eingangsklemme b des Multiplexers 14 verbunden und außerdem, wenn der Schalter 20 in der Stellung »S« ist, mit dem Eingang einer sogenannten »Ersatzbild«-Verzögerungseinrichtung 12, deren Ausgang zum oberen Eingang a des Multiplexers 16 führt. Die Ausgangsklemme d des Multiplexers 14 ist mit dem Eingang einer sogenannten »BezugsbiUk-Verzögerungseinrichtung 10 verbunden,

deren Ausgang zum oberen Eingang a des Multiplexers 14 und außerdem zum zweiten Eingang des Vergleichers 18 führt. Ein über die Klemme 22 kommendes Steuersignal wird den Steueranschlüssen c beider Multiplexer angelegt und bewirkt, daß beide Multiplexer gleichzeitig entweder das an ihrem Eingang a oder das an ihrem unteren Eingang b erscheinende Signal auswählen. Wegen der gemeinsamen Steuerung der beiden Multiplexer werden alle Ersatzinformationen, die aufeinanderfolgende Positionen des bewegten Objekts darstellen, schließlich in die Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 10 übertragen und, im Falle einer bestimmten Betriebsart, mit Betätigung eines »Stop«- Schalters am Ende des ausgewählten »Aktionsintervalls«, gemeinsam mit dem Bezugsbild zum Ausgang gekoppelt.

Da die c-Steuerungen der Multiplexer 14 und 16 gekuppelt sind, so daß sie stets gleichzeitig wirken, stellt die Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 10, die den einen Eingang des Vergleichers 18 beaufschlagt, keinen unveränderlichen Bezug für den Vergleich mit dem ankommenden Videosignal dar. Das heißt, obwohl die Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 10 anfänglich nur den Bezugs-Hintergrund enthält, wird die das bewegte Objekt betreffende Information, wenn das Objekt durch die Szene fortschreitet, im Bezugsbild akkumuliert. Die Hinzufügung der das bewegte Objekt betreffenden Information in die Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung führt dazu, daß der anfänglich »unversehrte« Zustand zugedeckt wird. Die Folge ist, daß, wenn es Überlappungen bei aufeinanderfolgenden Bildern des bewegten Objekts gibt, das frühere Bild die Abbildung des späteren Bildes effektiv aus demselben Teil des Rasters aussperrt, weil das Signal Zeine »1« ist, wodurch gemäß der Logik des vorgeschlagenen Systems ausgeschlossen wird, daß die den überlappenden Teil des späteren Bildes betreffende Ersatzinformation in das Bezugsbild eingefügt wird. Die Auswirkung auf die bildliche Darstellung ist im oberen Teil der F i g. 2 veranschaulicht, die aufeinanderfolgende und sich überlappende Bilder eines sich von links nach rechts bewegenden Baues zeigt. Man erkennt, daß bei allen der aufeinanderfolgenden Positionen das jeweils frühere Bild Vortritt vor dem nächstfolgenden Bild hat, wodurch das nächstfolgende Bild im Bereich der Überlappung verdeckt wird. Dies ist für den Betrachter ein unbefriedigendes Ergebnis.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Aussehen eines Fernsehbildes der oben beschriebenen Art, insbesondere wenn Überlappungen zwischen aufeinanderfolgenden Bildern des in seinem Bewegungsablauf darzustellenden Objekts vorkommen, zu verbessern, indem der Signalinformation, die das letzte Bild des bewegten Objekts betrifft. Priorität gegeben wird.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit denen diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst wird, sind in den Patentansprüchen 1 bzw. 5 gekennzeichnet Kurz gesagt, bedient sich die Erfindung eines Systems, das dem System nach der vorgeschlagenen Patentanmeldung insoweit ähnlich ist, als es eine Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung, eine Ersatzbild-Verzögeningseinrichtung, einen Vergleicher und zwei Multiplexer enthält Im Unterschied zum vorgeschlagenen Fall werden jedoch hier die beiden Multiplexer unabhängig voneinander in einer solchen Weise gesteuert daß während des »Aktionsintervalls« Ersatzinformationen nicht in die Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung eingegeben werden, so daß die Unversehrtheit des anfänglich gespeicherten Bezugsbildes erhalten bleibt. Genauer gesagt sind die getrennten Steuerungen so angelegt, daß am Beginn des »Aktionsintervalls« ein Bezugsbild ■> aufgegriffen werden kann und das Einschreiben von Information in die Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung während dieses Intervalls verhindert wird, und daß nach dem Aufgreifen des Bezugsbildes Ersatzinformationen in der Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung gesammelt

ίο werden können, die aus Vergleichen des unveränderlichen Bezugsbildes mit ausgewählten nachfolgend ankommenden Bildern resultieren. Die Folge ist, frühere Ersatzinformationen spätere Ersatzinformationen nicht verdecken können, d. h. die späteste Ersatzinformation hat Vortritt vor früherer Ersatzinformation. Am Ende des Aktiop.sintervaüs kann die angesammelte Ersatzinformation mit dem anfänglichen Bezugsbild kombiniert und zum Zwecke der Wiedergabe auf den Ausgang gekoppelt werden. Alternativ ist es auch möglich und in manchen Fällen sogar vorzuziehen, die angesammelte Ersatzinformation zu demjenigen Vollbild zu fügen, das am Ende des Aktionsintervalls existiert.

Weitere Ziele, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sowie Aufbau und Arbeitsweise erfindungsgemä-

-''■ ßer Anordnungen werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1, auf die bereits Bezug genommen wurde, ist ein funktionelles Blockschaltbild des in der obengenannten älteren Patentanmeldung beschriebenen Systems;

-'<> Fig.2 veranschaulicht den Effekt der Bildüberlappung;

Fig.3 ist ein funktionelles Blockschaltbild eines Bewegungen abbildenden Systems gemäß der Erfindung;

Fig.4 zeigt in Form eines Blockschaltbildes eine besondere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Wiedergabe und Aufzeichnung von Bewegungsbahnen beim Farbfernsehen;

F i g. 5 zeigt in Blockform eine in der Anordnung nach F i g. 4 verwendbare Schaltung zum Fühlen relativer Bewegung zwischen einem gespeicherten und einem nachfolgend ankommenden Fernsehbild.

Die allgemeine Funktion einer erfindungsgemäßen Anordnung besteht ähnlich wie bei dem in der 5 obengenannten älteren Patentanmeldung beschriebenen System darin, die Vorgeschichte bewegter Objekte in einer Szene zu speichern und so darzustellen, daß die Bewegungsbahn des Objekts betrachtet werden kann. In demjenigen Moment ab dem die Bewegungsbahn

in dargestellt und aufgezeichnet werden soll, z.B. im Augenblick des Auftreffens eines Schlägers auf einen Golfball, setzt die Bedienungsperson das System in Gang, um in diesem Moment ein einzelnes Vollbild der Fernsehinformation zu speichern. Dieses gespeicherte »Bezugsbild« wird über das ganze Intervall hindurch, während dessen die Bewegung des Balles interessiert als Bezugsinformation verwendet, um festzustellen, welche Elemente der Szene in Bewegung gewesen sind. Beim genannten Beispiel ist dies das Durchziehen des

*-«· Schlägers und die Bewegung des Balles zum Loch. Jedes Bildelement {Bildpunkt) des gespeicherten Bezugsbildes wird periodisch mit entsprechenden Bildpunkten der dem System danach zugeführten Videoinformation verglichen, und wo sich der Ball (oder ein anderes

fc5 Objekt) in einer ansonsten stillen Szene bewegt hat, führt dieser Vergleich zur Erzeugung eines Differenzsignals. Aufeinanderfolgende Differenzsignale, die charakteristisch für aufeinanderfolgende neue Ballpositio-

nen sind, werden in einer geeigneten Speichereinrichtung gespeichert. Wenn die Kamera während der Zeit, die der Ball für die Bewegung von seiner anfänglichen Ruheposition bis zu einem Punkt seines Anhaltens benötigt, stillgehalten wird, bleibt alle Hintergrundinfor- ί mation der Szene statisch und erzeugt daher kein Differenzsignal. Die durch die Bewegung erzeugten Differenzsignale werden einem ausgewählten Vollbild hinzugefügt, um eine gleichsam »eingefrorene« Darstellung zu bekommen, d. h. ein Vollbild, in dem viele Positionen des Balles dargestellt sind, die seine Bewegungsbahn nachzeichnen.

Wie bereits erwähnt, hat bei dem in der älteren Patentanmeldung beschriebenen System das frühere Bild des bewegten Objekts jeweils Vorrang vor dem nächstfolgenden Bild, so daß im Falle von Überlappungen der Bilder das spätere Bild teilweise von einem vorhergehenden verdeckt ist. Im Unterschied dazu gibt jedoch das hier zu beschreibende System derjenigen Signalinformation Vorrang, die das letzte Bild des bewegten Objekts betrifft, so daß die endgültige Darstellung besser aussieht. Der grundlegende Aufbau einer Anordnung, mit der diese bessere Qualität erzielt wird, ist in F i g. 3 dargestellt. Diese Anordnung gleicht dem System nach Fig. 1 insoweit, als sie eine Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 10' und eine Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung 12' aufweist, ferner zwei Multiplexer 15' und 16' mit jeweils zwei Eingängen a und b und jeweils einem Steueranschluß c, von dessen Erregung es abhängt, welcher der beiden Eingänge zum Ausgangsanschluß d gekoppelt wird, sowie einen Schalter 20', der eine geöffnete Stellung »R« und eine geschlossene Stellung »S« einnehmen kann. Das ankommende Videosignal, das beispielsweise aus einer Farbfernsehkamera stamme, wird dem einen Eingang eines Vergleichers 18' und außerdem dem »unteren« Eingang b des Multiplexers 16' zugeführt. Der Ausgang c/des Multiplexers 16' ist mit dem unteren Eingang b des Multiplexers 14 und außerdem, falls der Schalter 20' in seiner geschlossenen Stellung »S« ist, mit dem Eingang der Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung 12' verbunden, deren Ausgang zum »oberen« Eingang a des Multiplexers 16' führt. Der Ausgang ddts Multiplexers 14' ist mit dem Eingang der Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 10' verbunden, deren Ausgang zum oberen Eingang a des Multiplexers 14' und außerdem zum zweiten Eingang des Vergleichers 18' führt. Ein Steuersignal, das mit »Steuerung Nr. 1« bezeichnet ist und an der Klemme 22' erscheint, wird dem Steueranschluß c des Multiplexers 16' zugeführt Ein zweites Steuersignal, das mit »Steuerung Nr. 2« bezeichnet ist und an der Klemme 24' erscheint, wird dem Steueranschluß c des Multiplexers 14' zugeführt Die Multiplexer, bei denen es sich um irgendwelche handelsüblichen Geräte in Analog- oder Digitalausführung handeln kann, ermöglichen es, daß jede der beiden Verzögerungseinrichtungen in einem Umlaufbetrieb bzw. einem zyklischen Aus- und Einlesemodus betrieben werden kann, um jede beliebige darin gespeicherte Information beizubehalten, gewünschtenfalls unbegrenzt lange. "

Das System hat drei verschiedene Betriebszustände, nämlich einen »zurückgesetzten« Zustand, in dem es keinen Einfluß auf das ankommende Videosigna! nimmt, einen »Start«-Zustand und einen »Stope-Zustand. Im »zurückgesetzten« Zustand ist der Schalter 20' in seiner geöffneten Stellung »R«, und die den Steueranschlüssen der beiden Multiplexer angelegten Steuersignale sind so, daß beide Multiplexer das jeweils an ihrem unteren Eingang b erscheinende Signal auswählen. Man erkennt, daß in diesem Betriebszustand das ankommende Videosignal nacheinander durch die Multiplexer 16' und 14' zum Ausgang des Multiplexers 15' gekoppelt wird. Wenn der Schalter 20' geöffnet ist, nimmt 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 10' gegeben wird, hat dies keinen Einfluß auf das Ausgangssignal, da der Eingang a des Multiplexers 14' abgeschaltet ist.

Wenn die Bedienungsperson einen Vorgang (d. h. eine »Aktion«) erwartet, die sie aufzunehmen und am Ende wiederzugeben wünscht, dann schaltet sie am Beginn der Aktion den »Start«-Zustand ein, z. B. durch Drücken eines (nicht dargestellten) Schaltknopfes, womit der Schalter 20 in seine »Sw-Stellung geschlossen wird und der Pegel der Steuersignale an den Klemmen 22' und 24' so geändert wird, daß beide Multiplexer das ihrem a-Eingang zugeführte Signal auswählen. Der genaue Zeitpunkt, in dem die Steuersignale zur Einschaltung der oberen Eingänge der Multiplexer wirksam werden, ist zeitlich mit dem Vertikalsynchronsignal des ankommenden Videosignals abgestimmt, um sicherzustellen, daß die Tätigkeit der verschiedenen Teile des Systems am Beginn und am Ende eines speziellen Fernsehvollbildes stattfinden. Im Augenblick des »Starts« wird das in der Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 10' enthaltene Fernsehvollbild aufgegriffen und über den Multiplexer 14' umlaufen gelassen. Dieses Vollbild stellt dann ein Bezugsbild dar, das über das gesamte »Aktionsintervall« hinweg zwischen »Start« und »Stop« gespeichert wird.

Die Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung 12' ist völlig leer. Der hier verwendete Ausdruck »Umlauf« muß nicht unbedingt das Bewegen oder Schieben von Daten durch einen Speicher bedeuten, vielmehr soll damit lediglich gesagt werden, daß Speicherdaten in einem fortlaufenden sequentiellen Muster ähnlich einer Rasterabtastung gelesen werden, wozu ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff und sequentieller Adressierung ebensogut verwendet werden kann wie in Schieberegister im Schiebebetrieb. Der im Text und in den Zeichnungen verwendete Ausdruck »Verzögerung« hat hier die Bedeutung von »Speicher«; das Wort »Verzögerung« wird deswegen benutzt, weil die sequentielle Adressierung der Speicherdaten eine Zeitverzögerung bewirkt Wie bereits angedeutet, schaltet die Steuerung Nr. 2 zum Zeitpunkt »Start« den Multiplexer 14' auf seinen a-Eingang und hält in über das ganze »Aktionsintervall« hinweg in diesem Schaltzustand. Ein weiteres Einschreiben in die Verzögerungseinrichtung 10' wird während des Intervalls gesperrt

Das gespeicherte Bezugsbild wird im Vergleicher 18' Bildpunkt für Bildpunkt mit dem ankommenden Videosignal verglichen. Der Vergleicher erzeugt ein Ausgangssignal Δ immer dann, wenn eine endliche Differenz zwischen dem gespeicherten Bezugsbild und dem ankommenden Videosignal vorhanden ist Wenn der Wert von Δ nicht gleich Null ist, dann wird das Steuersignal an der Klemme 22' geändert, um den unteren Eingang b am Multiplexer 16' auszuwählen, wodurch während des kurzen Intervalls, innerhalb dessen das Signal Δ nicht gleich Null ist, Ersatzinformation (d. h, eine Bfldinformation zur Erneuerung) in die Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung 12' gegeben wird. Wenn das Signal Δ auf Null zurückkehrt, wählt das an der Klemme 22' zugeführte Steuersignal wieder den

oberen Eingang a zum Multiplexer 16' aus. Dieses Spiel und damit die Vergleiche zwischen dem gespeicherten Bezugsbild und ausgewählten aufeinanderfolgenden Vollbildern des ankommenden Videosignals gehen weiter, solange die Bedienungsperson die Bahn des ^r> bewegten Objekts aufnehmen will. Am Ende wird das System in den »Stop«-Zusland geschaltet, z. B. durch Drücken eines (nicht dargestellten) »Stopw-Schaltknopfes. Zu diesem Zeitpunkt enthält die Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 10' nichts anderes als das beim in Start des Zyklus eingegebene ursprüngliche Bezugsbild, und die Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung 12' enthält Informationen, die alle aufeinanderfolgenden Bildes des bewegten Objekts darstellen. Mit Einschaltung des »Stop«-Zustandes wählt die Steuerung Nr. 1 den oberen Eingang a des Multiplexers 16' aus, und die Steuerung Nr. 2 wählt den oberen Eingang a des Multiplexers 14', aber erst, nachdem während eines einzigen Vollbildintervalls eine Auswahl des /»-Eingangs jeweils bei Auftreten von Erneuerungsinformation an diesem Ausgang erfolgt ist, so daß dadurch die in der Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung 12' enthaltene Information in das Bezugsbild eingefügt wird, so sie die Bildpunkte des Bezugsbildes an den durch die Ersatzinformation dargestellten Stellen ersetzt, um am Ausgang d des Multiplexers 14 das gespeicherte Bezugsbild mit den darin eingefügten Ersatzinformationen zu liefern.

Der Leser wird bereits erkannt haben, daß den Steuerleitungen 22' und 24' eine bestimmte Logik aufzugeben ist, um die Auswahl zwischen den oberen und unteren Eingängen der beiden Multiplexer zu jeweils richtigen Zeitpunkten zu treffen. In F i g. 3 ist keine spezielle Anordnung zur Durchführung der notwendigen logischen Verknüpfungen dargestellt, denn jeder Durchschnittsfachmann wird in der Lage sein, geeignete logische Schaltungen zur Herbeiführung der gewünschten Arbeitsweise zu bauen.

Aus der vorstehenden Beschreibung einer sehr grundsätzlichen Form des Systems ist zu erkennen, daß die Entscheidung darüber, ob Ersatzinformation in die Ersatzbild-Verzögerungseinrichtung 12' gegeben werden soll oder nicht, allein auf dem Signal Δ beruht und durch Aktivierung der Steuerung Nr. 1 befolgt werden kann, ohne zu befürchten, daß nicht-überlappende vorher gespeicherte Informationen gelöscht werden. Die Hintergrundszene im ankommenden Videosignal wird immer mit dem Original-Hintergrund des gespeicherten Bezugsbildes verglichen, und somit kann kein Signal Δ auftreten, außer wenn es eine Bewegung eines Objektes in der stillen Hintergrundszene gibt. Die .Ersatzinformation wird nicht in die Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 10', sondern nur in die Ersatzbild-Verzögerungseinnchtung 12' eingefügt, worin sie notwendigenfalls einer älteren Ersatzinformation überlagert werden kann. Da die Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 10' während der gesamten Periode von »Start« bis »Stop« gegenüber Neueingaben abgeschottet ist, braucht die in die Bezugsbild-Verzögerungseinrichtung 12* eingegebene Information nicht markiert zu werden; d. h, man muß sich nicht um Auslöschungen von Ersatzinformation sorgen, außer wenn dies speziell zur Vermeidung des Ausschließen späterer Ersatzinformationen erforderlich ist Dieses letzte Erfordernis erfüllt sich aber von selbst, da hier das letzt vergangene Bfld eines bewegten Objekts immer mit dem Bezugs-Hintergrund verglichen wird. Das heißt, der hinter einem bewegten Ball wieder erscheinende Hintergrund wird nur mit sich selbst, d. h. seinem eigenen Abbild im gespeicherten Bezugsbild, verglichen.

Vorstehend wurde die prinzipielle Funktion eines Systems beschrieben, durch die der Zweck der Erfindung erfüllt wird, d. h., durch die erreicht wird, daß die das späteste Bild des bewegten Objekts betreffende Signalinformation Vorrang erhält. Anhand der Fig.4 sei nun eine spezielle Ausführungsform erläutert, und zwar als Beispiel in einer Auslegung für die NTSC-Fernsehnorm und in Digitaltechnik. Das auf einer Eingangsleitung 30 ankommende Videoeingangssignal, das beispielsweise aus einer Fernsehkamera stamme, sei in Pulscodemodulation (PCM) unter Verwendung eines 8-Bit-Codes verschlüsselt und wird dem jeweils unteren Eingang b zweier Multiplexer 32 und 34 zugeführt sowie einem Eingang eines Vergleichers 36, der in der Zeichnung mit »Bildpunktvergleich« beschriftet ist. Das codierte eingangsseitige Videosignal gelangt außerdem zum Eingang einer Verzögerungseinrichtung 54, die eine Verzögerung von 525 H bringt, wobei H die Dauer einer Fernsehzeilenperiode ist. Die Verzögerungseinrichtung bewirkt also eine Verzögerung um eine Vollbildperiode, da beim NTSC-System 525 Zeilenperioden ein Vollbild ausmachen. Das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung 54 wird einem zweiten Eingang des Vergleichers 36 zugeführt.

Der Ausgang d des Multiplexers 34 ist mit dem Eingang einer zweiten Verzögerungseinrichtung 38 verbunden, deren Verzögerungszeit gleich (525 H —r) ist, wobei H auch hier wieder die Dauer einer Fernsehzeilenperiode ist, was bedeutet, daß die Verzögerungseinrichtung 38 eine Verzögerung um eine Vollbildperiode bewirkt. In einer praktischen Ausführungsform des Systems ist die Verzögerung der Einrichtung 38 in Wirklichkeit etwas geringer gewählt als eine Vollbildperiode, und zwar um die Zeit r, wegen der nebenbei auftretenden Schleifenlaufzeiten, die durch andere Teil des Systems in der Umlaufschleife bewirkt werden. In einem mit Erfolg betriebenen System waren die beiden Verzögerungseinrichtungen 38 und 54 durch einen digitalen Vollbildspeicher realisiert, der eine Kapazität zur Speicherung der pulscodemodulierten Information eines Fernsehvollbildes hatte. Die spezielle Form des Vollbildspeichers ist unwichtig, er kann durch Schieberegister, Speicher mit wahlfreiem Zugriff oder irgendeiner anderen Art adressierbarer Speicher gebildet sein. Ein wichtiger Aspekt besteht darin, daß es mit digitaler Verarbeitung gelingt, eine praktisch unbegrenzte Zeitgenauigkeit zu erhalten. Das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung 38 wird einem Kammfilter 40 an sich bekannter Konstruktion zugeführt, das mit lokal erzeugten Farbart-Bezugssignal synchronisiert ist und zwei Ausgangssignale liefert, nämlich ein Signal Y+C, das im wesentlichen dem Eingangssignal des Kammfilters entspricht, und ein Signal Y+ Oft), bei dem es sich um die Leuchtdichtekomponente plus der Farbartkomponente in periodisch invertierter Form handelt, d h, die Invertierung des Farbartsignals ist eine Funktion der Zeit Genauer gesagt ist im einen Vollbild die Farbartkomponente invertiert im nächsten Vollbild ist sie nicht invertiert im darauffolgenden Vollbild ist sie wieder invertiert usw, so daß sichergestellt wird, daß der Farbhilfsträger c?« Ausgangssignals des Vollbildspeichers 38 stets die richtige Phasenlage zum lokalen Farbart-Bezugssignal hat Das Ausgangssignal Y+C des Kammfilters 40 wird dem oberen Eingang a des Multiplexers 34 zugeführt, und das Ausgangssigna]

Y+ C(t) des Filters 40 wird dem oberen Eingang a des Multiplexers 32 zugeführt. Der mit dicken Linien gezeichnete Weg vom Ausgang des Multiplexers 34 über die Verzögerungseinrichtung 38, das Kammfilter 40 und zurück zum oberen Eingang a des Multiplexers '< 34 ist eine Umlaufschleife für ein in der Verzögerungseinrichtung 38 gespeichertes Bezugsbild.

In einer Anordnung nach Fig. 4 ist ferner eine mit »Markierungseinheit« bezeichnete Einrichtung 42 vorgesehen, die den Zweck hat, das Einfügen von i<> Ersatzinformation in das in der Umlaufschleife gespeicherte Bezugsbild zu steuern, wenn vom Vergleicher 36 eine Bewegung zwischen einem zweiten, in der Verzögerungseinrichtung 54 gespeicherten Bezugsbild (welches anfänglich dasselbe Bezugsbild wie die '> Umlaufschleife enthält, nur daß im letzteren Fall das niedrigstwertige Bit jedes Codewortes auf Null gezwungen ist) und ausgewählten Vollbildern des ankommenden Videosignals gefühlt wird. Die Markierungseinheit 42 ist im wesentlichen eine logische -» Schaltung, die als Antwort auf zwei Eingangssignale wirksam wird, um den Multiplexer 34 zu passenden Zeitpunkten so zu beeinflussen, daß Ersatzinformation in das umlaufende Bezugsbild eingefügt wird, und um das Einschreiben und Auslesen an der Verzögerungsein- -■> richtung 54 zu steuern. Eines der Eingangssignale ist ein logisches »Ja«-Signal für Δ, das erzeugt wird, wenn ein Vergleich zwischen dem in der Verzögerungseinrichtung 54 gespeicherten Vollbild und einem ausgewählten ankommenden Vollbild ein Ergebnis bringt, das einen «> willkürlichen Schwellenwert überschreitet. Es ist unwichtig, ob dieses Signal seine Ja-Aussage durch einen positiven oder einen negativen Wert macht, solange die Logik der Markierungseinheit 42 zur richtigen Auffassung des Wertes ausgelegt ist. Das zweite Eingangssi- η gnal der Markierungseinheit 42 wird über eine Leitung 44 zugeführt, die mit »Bedienungssteuerung Nr. 1« bezeichnet ist und außerdem mit dem Steuereingang c des Multiplexers 34 verbunden ist. Ein Ausgang der Markierungseinheit 42, der die Bezeichnung »Zwinge LSB= 1« trägt, ist mit der Umlaufschleife verbunden. Ein an diesem Ausgang erscheinendes Signal zwingt das niedrigstwertige Bit (LSB) des umlaufenden 8-Bit-Codesignals auf den Binärwert »1«. Ein zweiter Ausgang der Markierungseinheit 42 legt an den Multiplexer 34 ein Signal »Delta-Steuerung«, das die Steuerung des Multiplexers 34 übernimmt so daß dieser Multiplexer im Falle Δ = 1 auf seinen £>-Eingang geschaltet wird, um Ersatzinformation aus dem ankommenden Videosignal zu empfangen. Eine zweiter Steuerleitung 46. mit »Bedienungssteuerung Nr. 2« bezeichnet, ist mit dem Steueranschluß c des Multiplexers 32 verbunden und lcgi fcSt, Ου uäS SySiciTi im !ίύΓΐίΐΩϋΐθΓΐΐ€ιι£Γι ödcF im abgetasteten Betrieb arbeiten solL Die Steuerleitung 46 dient außerdem zur Steuerung der Funktion »Stop«. Eine weitere, mit »Abfragefrequenz« bezeichnete Steuerleitung 48 ist mit dem Multiplexer 34 verbunden und berücksichtigt einen Logikwert, der davon abhängt, welche Frequenz oder Häufigkeit die Bedienungsperson für die Bilderneuerungen wählt, Ah, mit welchem zeitlichen Abstand die Ersatzinformationen auf dem jeweils neuesten Stand der Bewegung gebracht werden sollen. Die Bedeutung dieses Logikwertes wird im Verlauf der weiteren Beschreibung noch ersichtlich werden. Schließlich ist noch eine Leitung 50 vorgesehen, über die das niedrigstwertige Bit (LSB) des codierten Signals auf einen zweiten Steuereingang des Multiplexers 32 gekoppelt wird, um zu bewirken, da8 das gespeicherte umlaufende Bezugsbild zur Ausgangsklemme 52 des Systems gegeben wird, wenn der Multiplexer 32 durch Betätigung der »Bedienungssteuerung Nr. 2« passend konditioniert ist. Die Logikzustände der Leitungen 50 und 46 bringen den Multiplexer 32 dazu, vom ύ-Eingang auf den a-Eingang umzuschalten, was die Einfügung bisheriger Ersatzdaten in ein ansonsten live ablaufendes V ideosignal bedeutet.

Die Anordnung nach F i g. 4 hat ähnlich wie das in F i g. 3 dargestellte System drei Betriebszustände: einen »zurückgesetzten« Zustand, einen »Start«-Zustand und einen »Stop«-Zustand. Im »zurückgesetzten« Zustand sind die »Start«-Leitung 44, die Leitung »Delta-Steuerung« und die Leitung »Zwinge LSB= 1« alle im Nein-Zustand bzw. »ausgeschaltet«. Da der Eingang zur Umlaufschleife durch den Multiplexer 34 gewählt wird, ist die Schleife im »zurückgesetzten« Zustand des Systems nicht geschlossen, weil in diesem Zustand der Multiplexer auf seinen Eingang b geschaltet ist und alle niedrigstwertigen Bits des ankommenden Videosignals Null gemacht worden sind. Die »Stop«-Leitung 46 ist ebenfalls »ausgeschaltet«, wodurch der Multiplexer 32 seinen Eingang b wählt, was zur Folge hat, daß das auf der Leitung 30 erscheinende eingangsseitige Videosignal zum Ausgang 52 des Multiplexers 32 gekoppelt wird.

Im »Startw-Zustand des Systems ist die »Start«-Leitung 44 im Ja-Zustand bzw. »eingeschaltet«, wodurch die Markierungseinheit 42 zur Lieferung eines Bezugs-Steuersignals an die Verzögerungseinrichtung 54 veranlaßt wird, um zu erlauben, daß ein Bezugs-Vollbild des ankommenden Videosignals in die Verzögerungseinrichtung 54 eingeschrieben wird. Bei einem Ja-Signal an der Leitung 44 bewirkt die Logik der Markierungseinheil 42, daß die Deliasteuerung die Kontrolle des Multiplexers 34 übernimmt, und wenn Δ = 1 ist, wird der Multiplexer 34 auf seinen b-Eingang geschaltet und die Leitung »Zwinge LSB = 1« auf ein Ja-Signal. Bei gewähltem ö-Eingang des Multiplexers 34 wird ein Bezugs-Vollbild des ankommenden Videosignals mit allen seinen niedrigstwertigen Bits gleich Null zum Ausgang «ides Multiplexers 34 und in die Umlaufschleife gekoppelt, welche die Verzögerungseinrichtung 38 enthält. Die über die Verzögerungseinrichtung 38 gehende Umlaufschleife enthält also das gleiche Bezugsbild wie die Verzögerungseinrichtung 54, jedoch mit allen niedrigstwertigen Bits gleich Null. Außerdem bewirkt das Erscheinen eines niedrigstwertigen Bits vom Wert »1« auf der Leitung 50, das dem oberen Steuereingang des Multiplexers 32 angelegt wird, daß dieser Multiplexer seinen oberen Eingang a auswählt und damit die an diesem Eingang erscheinenden farbphascnkorrgiertcn Ersatzdatcn empfängt.

Der »Stop«-Zustand des Systems wird eingeschaltet durch Betätigung der »Bedienungssteuerung Nr. 2«, womit ein Ja-Signal an den Steueranschluß c des Multiplexers 32 gelegt wird, um nur den a-Eingang des Multiplexers auszuwählen. Gleichzeitig wird die »Start«-Leitung in den Nein-Zustand gezwungen, wodurch die Deltasteuerung abgeschaltet und damit der Multiplexer 34 im Zustand für den Umlaufbetrieb festgehalten wird. Da der Multiplexer 34 bei diesem Betrieb das an seinem oberen Eingang a erscheinende Signal auswählt, läßt er das ursprüngliche Bezugsbild plus alle Ersatzinformationen, die während der Zeitspanne zwischen Betätigung der »Start«-Steuerung und Betätigung der »Stoppsteuerung in dieses Bild eingefügt worden sind, weiter umlaufen

Zusammenfassend ist festzustellen: Während des »Aktionsintervalls« erreicht da-, eingangsseitige Videosignal den Ausgang über den Multiplexer 32, der durch das LSB-Signal (Leitv-:g 50) gesteuert wird, d. h. durch ein von der Steuerlogik der Markierungseinheit 42 eingestelltes Logiksignal an der niedrigstwertigen Bitstelle der Information in der die Verzögerungseinrichtung 38 enthaltenden Umlauischleife. Wenn dieses Bit eine »1« ist, dann wird das Ausgangs-Videosignal aus der Umlauf schleife anstatt aus dem eingangsseitigen Videosignal genommen. Das verfügbare Ausgangssignal ist also das Live-Videosignal, worin die früheren Bilder irgendwelcher bewegter Objekte eingefügt sind. Wenn das Aktionsintervall durch die Bedienungsperson beendet wird, wird das letzte abgefragte Bild des is Ersatz-Fernsehsignals mit den früher gespeicherten Bildern in der Umlaufschleife kombiniert und dort als ein eingefrorenes kombiniertes Vollbild behalten. Der Ausgang aus der Umlaufschleife steht dann zur Verfügung als eingefrorenes Vollbild in »Augenblickswiedergabe«, worin der während Aktionsintervalls abgelaufene Bewegungsvorgang stroboskopartig gezeigt ist Im Falle einer Bewegung von Individuen während des »Aktionsintervalls« kann die Kombination des letzten Bildes der Fernsehszene mit den gespeicherten Bildern des bewegten Objekts, da der einzige Unterschied zwischen der letzten Szene und einer bei Beginn des Intervalls gespeicherten Szene in den Positionen von Individuen in der Szene besteht, häufig menschliche Anteilnahme in der Darstellung aufzeigen, Jo z. B. Jubel oder Niedergeschlagenheit, je nach den erhaltenen Ergebnissen.

Man wird bemerkt haben, daß das Einfügen von Ersatzinformation in die Umlaufschleife als Folge gefühlter Bewegung zwischen einem Bezugsbild und dem ankommenden Videosignal außerhalb der Umlaufschleife durchgeführt wird. Das heißt, die »Delta-Steuerung«, die festlegt, ob und wann Ersatzinformation in die Umlaufschleife eingefügt werden soll, hängt ab vom Vergleich des ankommenden Videosignals mit einem sich nicht ändernden Bezugsbild, das in der Verzögerungseinrichtung 34 gespeichert ist. Somit sagt ein Ja-Signal für Δ immer nur aus, daß eine Bewegung zwischen dem ankommenden Videosignal und dem in der Verzögerungseinrichtung 54 gespeicherten Bezugsbild ist, und vorher eingefügte Ersatzinformationen beeinflussen dieses Signal nicht wie im Falle des Systems nach der obenerwähnten älteren Patentanmeldung. Man braucht also keine besonderen Maßnahmen zu treffen, um zu verhindern, daß in die Umlaufschleiffc so eingefügte Ersatzinformation eventuell wieder durch nachfolgende Vergleiche zwischen gespeichertem und ankommendem Videosignal »ausradiert« wird. Vielmehr kann im Falle einer Überlappung aufeinanderfolgender Bilder des bewegten Objekts das spätere Bild über ältere Ersatzinformation geschrieben werden, so daß der späteren Ersatzinformation Vorrang gegeben wird. Mit anderen Worten: die jüngsten Bilder erhalten Vorrang, so daß während Bildüberlappungen die jüngere Information behalten und die frühere, überlappte Information ersetzt wird. Dies wirkt sich in der Darstellung so aus, wie es in der unteren Hälfte der F i g. 2 veranschaulicht ist.

Bisher wurde wenig darüber ausgesagt, wie die Ersalzinformation aus dem eingangsseitigen Videosignal genommen und in die Umlaufschleife gefügt wird, ohne Farbartinformation zu verlieren angesichts der Tatsache, daß sich beim NTSC-System die Phase des Farbhüfstragers von Vollbild zu Vollbild umkehrt Es ist daher wichtig, daß die Phase des Farbhilfsträgers des neuen Materials, weiches in die in der Umlaufschleife gespeicherte Videoinformation eingefügt wird, die gleiche ist wie die Farbhilfsträgerphase des gespeicherten Videosignals, denn ansonsten würde die richtige Farbe Ln der Ersatzinformation verlorengehen. Theoretisch könnte man das System nach F i g. 4 so auslegen, daß es mit jedem Vollbild des ankommenden Videosignals Ersatzinformation in die Umlaufschleife liefern kann, indem es die Farbartkomponente der Ersatzinformation umkehrt bevor sie in die Umlaufschleife gegeben wird. Abgesehen davon, daß das System durch eine solche Lösung unnötig kompliziert werden würde, erhält man eine schönere und graphische Wiedergabe, wenn man die Vergleiche zwischen dem ankommenden und dem in der Verzögerungseinrichtung 54 gespeicherten Videosignal weniger häufig durchführt Wenn z. B. das Vollbild Nr. 1 einer Fernsehszene als Bezugsbild gespeichert wird und keine Erneuerung auf den neuesten Stand erfolgt bis das Vollbild Nr. 3 erscheint dann hat der Farbhilfsträger des Vollbildes Nr. 3 die gleiche Phase wie im Vollbild Nr. 1, so daß die Ersatzinformation aus dem Vollbild Nr. 3 in die Umlaufschleife singefügt werden kann, ohne sich um mögliche Farbphasendifferenzen zwischen der gespeicherten Information und der Ersatzinformation zu sorgen. Bei diesem Beispiel würde man also die Vergleiche zwischen dem gespeicherten und dem ankommenden Videosignal beim dritten, fünften, siebten, neunten usw. Vollbild des ankommenden Videosignals durchführen, und jedes Fühlen einer Bewegung würde bewirken, daß Ersatzinformation in die Umlaufschleife an denjenigen Stellen eingefügt wird, die durch die aufeinanderfolgenden Positionen des bewegten Objekts bestimmt sind. In Fällen, wo die Geschwindigkeit des bewegten Objekts relativ langsam ist, wird es gewöhnlich vorzuziehen sein, Ersatzinformationen noch weniger häufig als bei jedem zweiten Vollbild des ankommenden Videosignals einzufügen. So läßt sich beispielsweise die relativ langsame Geschwindigkeit eines geschlagenen Golfballes sehr effektiv darstellen, wenn man Ersatzinformationen in nur eines von jeweils vier oder noch mehr der dem Bezugsbild folgenden Vollbilder einfügt, so daß die aufeinanderfolgend dargestellten Positionen des bewegten Objekts einen deutlichen Abstand voneinander haben. Um sich verschiedensten Geschwindigkeiten der Bewegung eines Objekts anpassen zu können, ist das in F i g. 4 dargestellte System mit einer Steuermöglichkeit für die »Abfragefrequenz« versehen. Hierzu wird an der Leitung 48 ein logisches Signal angelegt, durch das der Multiplexer 34 einer übergeordneten Steuerung (Override Control) unterworfen wird, um die Abtastfrequenz (d. h. die Häufigkeit, mit der das Bild durch Einfügen von Ersatzinformationen auf den neuesten Stand gebracht wird) je nach Wahl durch die Bedienungsperson auf jedes zweite, vierte, sechste oder achte (oder irgendeine andere gerade Zahl) Vollbild des ankommenden Videosignals voreinzustellen. Aus den weiter oben angeführten Gründen hat bei jeder dieser Abfragefrequenzen die Ersatzinformation stets die richtige Farbphase und kann ohne weiteres an die Stelle von Bildpunkten im Vollbildspeicher 38 gesetzt werden, die vorher von Informationen des Bezugsbildes belegt waren. Im Falle eines über das Grün des Rasens geschlagenen Golfballes ersetzen solche aufeinanderfolgenden Ersatzinformationen das Grün in der stillen

Szene durch einen weißen BaIL

Obwohl das in F i g- 4 dargestellte System vorstehend in Verbindung mit einer Arbeitsweise erläutert wurde, bei welcher die Verzögerungseinrichtungen 38 und 54 als Bezugsbild ein Vollbild der Videoinformation speichern, sind diese Verzöyerungseinrichtungen bei einer erfolgreich ausprobierten Ausführungsform so ausgelegt, daß sie ein »eingefrorenes« Teilbild spei- ' ehern, das dann mit sich selbst verflochten wird. Es ist seit langem bekannt, daß ein angehaltenes Fernsehbild aus einer laufenden Aufnahme im allgemeinen unannehmbar aussieht, wenn man für die Darstellung ein echtes eingefrorenes, aus zwei voll verflochteten Teilbildern bestehendes Vollbild nimmt Da nämlich zwei Teilbilder nacheinander aufgenommen werden, zeigen sie ein Objekt zu getrennten Zeitpunkten und somit unter Umständen in unterschiedlicher Position, insbesondere, wenn die Bewegung relativ schnell ist Dies führt zu einer Erscheinung, die als »Interfield Flutter« bekannt ist, was etwa soviel wie »Teilbilderflakkern« bedeutet Dieser für den Betrachter störende Effekt wird dadurch ausgeräumt daß man ein Teilbild mit sich selbst verschachtelt. Hierzu wird beim vorliegenden System anstelle der Verzögerungseinrichtungen 38 und 54 eine Verzögerungsanordnung verwendet, wie sie in F i g. 4 der obenerwähnten älteren Patentanmeldung dargestellt ist. Diese Anordnung enthält kurz gesagt eine erste Verzögerungseinrichtung mit einer Verzögerungszeit von 262 H, deren Ausgangssignal dem Eingang einer zweiten Verzögerungseinrich- ^o tung zugeführt wird, deren Verzögerungszeit 1 H beträgt Die Ausgänge der beiden Verzögerungseinrichtungen werden jeweils einem zugehörigen Eingang eines Multiplexers zugeführt, der unter Steuerung durch die Vertikalsynchronimpulse des Fernsehsignals die Ausgänge der beiden Verzögerungseinrichtungen abwechselnd auswählt. Auf das in der hier vorliegenden Fig.4 dargestellte System angewandt, bedeutet dies, daß das Signal vom Multiplexer 34 abwechselnd um 262 H und 263 H verzögert wird, wobei die Änderung der Verzögerung mit jedem Teilbild erfolgt. Dies bedeutet, daß immer nach jeweils zwei Teilbildern die Summe der Verzögerungen in der Umlaufschleife gleich

262 H plus 263 H ist, also 525 H, was das Äquivalent der von der Verzögerungseinrichtung 38 bewirkten Verzögerung ist. Wenn also die »Start«-Leitung 44 eingeschaltet wird, dann wird infolge der vorstehend beschriebenen Aktion der aus zwei Verzögerungseinrichtungen bestehenden Anordnung ein Bezugs-Teilbild in die Umlaufschleife gekoppelt. Das so eingefangene Bild ist für alle praktischen Zwecke mit sich selbst verflochten, so daß das sogenannte Teilbilderflackern in der Abbildung schnell bewegter Objekte nicht auftreten kann. Die Tatsache getrennter Verzögerung 262 H und

263 H kann vom System ignoriert werden, wenn man dafür sorgt, daß der Multiplexer 34 nur bei jedem vierten oder achten oder zwölften Teilbild anspricht, so daß nur zu diesen Zeiten Ersatzinformation in das in der Verzögerungseinrichtung 38 gespeicherte Videosignal eingefügt wird, falls zwischen dem gespeicherten, selbstverflochtenen Teilbild in der Verzögerungseinrichtung 54 und anschließend ankommenden Teilbildern desselben Sinns Unterschiede gefühlt werden. Die Vergleiche werden also nicht wie im weiter oben beschriebenen Fall jeweils beim zweiten, vierten, sechsten usw. Vollbild durchgeführt, vielmehr wird, weil die beschriebene alternative Ausführungsform der Verzögerungsanordnung effektiv eine Verzögerung von zwei Vollbildern jeweils pro vier Teilbilder bewirkt, vorzugsweise die früheste Einfügung von Ersatzdaten bei demjenigen Teilbild vorgenommen, das als viertes auf das Ergreifen des gespeicherten selbstverflochtenen Teilbildes folgt Je nach der gewünschten Häufigkeit der Bilderneuerung (d. h. der Abfragefrequenz) können die Vergleiche bei jedem vierten oder achten oder zwölften usw. Teilbild vorgenommen werden, wobei dafür gesorgt wird, daß stets solche ankommenden Teilbilder verglichen werden, die denselben Sinn wie das in der Umlaufschleife gespeicherte Teilbild haben. In ähnlicher Weise kann man die Videoinformation in Abständen von jeweils einer geraden Zahl an Teilbildern auf den neuesten Stand bringen (was äquivalent mit einer ganzen Zahl von Vollbildern ist), vorausgesetzt, man sorgt für eine Farbphasenkorrektur des gespeicherten Videosignals, wenn es sich bei der besagten geraden Zahl der Teilbilder um eine Zahl handelt, die nicht durch vier ganzzahlig teilbar ist (d.h. kein ganzzahliges Vielfaches von vier ist).

Obwohl die Bewegung zwischen dem in der Verzögerungseinrichtung 54 gespeicherten Einzelbild und ausgewählten Einzelbildern des ankommenden Videosignals auf verschiedenste Art gefühlt werden kann, eignet sich dazu besonders gut ein digitales System, wie es in funktioneller Darstellung in Fig.5 gezeigt ist und das ausführlicher in der älteren Patentanmeldung P 28 45 591.6 beschrieben ist. Das ankommende Videosignal wird auf der Leitung 30 als ein im 8-Bit-Code pulscodemoduliertes Signal empfangen, das sowohl Leuchtdichte- als auch Farbartkomponenten enthält. Dieses Signal wird einer Summiereinrichtung 60 und außerdem dem Eingang einer Verzögerungseinrichtung 62 zugeführt, die eine Verzögerung von r bewirkt. Das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung 62 wird einem zweiten Eingang der Sumrriereinrichtung 60 und außerdem dem Eingang einer zweiten Verzögerungseinrichtung 64 zugeführt, die ebenfalls eine Verzögerung τ bewirkt und deren Ausgang zu einem dritten Eingang der Summiereinrichtung 60 führt. Das Ausgangssignal der Summiereinrichtung 60, ein im 8-Bit-Code pulscodemoduliertes Signal, wird einem geeigneten Register zugeführt, das schematisch bei 66 dargestellt ist und die einzelnen Bits jedes Codewortes empfängt. Die Elemente des Registers sind durchnumeriert von »0« für das niedrigstwertige Bit bis »7« für das höchstwertige Bit.

Die Verzögerungseinrichtungen 62 und 64 bewirken jeweils eine Verzögerung, die gleich einer Taktperiode des Systems ist. Falls die in der US-Patentschrift 39 46 432 beschriebene Pulscodemodulationstechnik angewendet wird, ist diese Taktperiode gleich einem Drittel der Periode des Farbhilfsträgersignals, also ungefähr 93 Nanosekunden. Die Verzögerung jeder Verzögerungseinrichtung steht in Relation zu der in der Pulscodemodulation verwendeten Abfragefrequenz und kann daher auch irgendeinem anderen Bruchteil entsprechen, z. B. einem Viertel der Periode der Farbhilfsträgerfrequenz, falls die Abfragefrequenz 44· (das Vierfache der Farbhilfsträgerfrequenz) ist. In diesem Fall würden in der Summiereinrichtung 60 vier statt drei Abfragen addiert werden. Die Summiereinrichtung 60 addiert also Bildpunkt für Bildpunkt ein unverzögertes Videosignal von der Leitung 30, das um τ verzögerte Videoeingangssignal und das um 2τ verzögerte Videoeingangssignal. Diese Summe wird in der Summiereinrichtung 60 durch eine ganze Zahl (z. B. durch drei) geteilt, so daß das Ausgangssignal der

Summiereinrichtung 60 ein laufender Mittelwert drei aufeinanderfolgender Bildpunkte ist Der genaue Wert der ganzen Zahl, durch welche die Summe geteilt wird, ist unwichtig; bei einer mit Erfolg ausprobierten Ausführungsform wird die Summe durch vier geteilt, weil eine Teilung durch vier in einem digitalen System leichter ist als eine Teilung durch drei. Die Summierung und Mittelung ergibt ein Transversalfilter, dessen Kennlinie einen Einbruch (Kerbe) hat, der den 3,58-MHz-Farbhilfsträger aus den dem Register 66 zugeführten Signalen eliminiert Mit der Unterdrückung des Farbhilfsträgers werden auch Störungsstöße der Farbphase eliminiert, wie sie von Natur aus bei mehrfach umgespielten Videobandaufzeichnungen vorkommen. Damit wird verhindert, daß solche Störungen beim Vergleichsvorgang fälschlich als Bewegung aufgefaßt werden.

Das von der Verzögerungseinrichtung 54 kommende gespeicherte Videosignal (ebenfalls in Pulscodemodulation mit 8-Bit-Code) wird in ähnlicher Weise durch eine weitere Schaltung gefiltert, die eine Summiereinrichtung 68 enthält, der an einem Eingang das unverzögerte gespeicherte Videosignal zugeführt wird. Die Schaltung enthält ferner eine erste Verzögerungseinrichtung 70, die das gespeicherte Videosignal um die Zeitspanne r verzögert und dann einem zweiten Eingang der Summiereinrichtung zuführt, sowie eine zweite Verzögerungseinrichtung 70, die das gespeicherte Videosignal noch einmal um die Zeitspanne τ verzögert und dann einem dritten Eingang der Summiereinrichtung zuführt. Das Ausgangssignal der Summiereinrichtung, das praktisch keine Farbartkomponente enthält, wird einem »Register« 74 zugeführt, dessen Elemente ebenfalls von »0« (für das niedrigstwertige Bit) bis »7« (für das höchstwertige Bit) durchnumeriert sind.

Um eine Bewegung zu fühlen, wird die gefilterte Leuchtdichtekomponente des von der Verzögerungseinrichtung 54 kommenden Videosignals Element für Element mit der gefilterten Lenchtdichtekomponente des ankommenden Videosignals verglichen. Das heißt, es werden zwei 8-Bit-Wörter miteinander verglichen, deren eines die Amplitude des gespeicherten Videosignals und deren anderes die Amplitude des ankommenden Videosgnals darstellt. Bei der gezeigten Ausführungsform wird das niedrigstwertige Bit in beiden Fällen fallengelassen, und weil man erkannt hat, daß große Differenzen nicht toleriert werden könnten, wird der Vergleich in zwei Ebenen durchgeführt. Genauer gesagt werden Bits 1,2, 3 und 4 der beiden Wörter, welche die Leuchtdichtekomponenten des gespeicherten und des ankommenden Videosignals darstellen, dem (-)-Eingang 76 bzw. dem ( + )-Eingang 78 eines Differenzverstärkers 80 zugeführt, dessen Ausgangsgröße ein 4-Bit-Wort ist, welches die eventuell vorhandene Differenz zwischen dem gespeicherten und dem ankommenden Videosignal darstellt. Das vom Differenzverstärker gelieferte 4-Bit-Wort wird einem Vergleicher 82 zugeführt, der es mit einer durch 4 Bits dargestellten Schwellen- oder Bezugszahl vergleicht, die schematisch bei 84 dargestellt ist und einen voreingestellten Wert größer als Null hat. Wenn die mit der Ausgangsgröße des Differenzverstärkers 80 dargestellte Differenz die Schwellenzahl überschreitet, liefert der Vergleicher 82 ein Ausgangssignal, das einem ersten Eingang einer ODER-Schaltung 94 zugeführt wird, die daraufhin ein Ausgangssignal Δ erzeugt welches seinerseits der Markierungseinheit 42 angelegt wird

Es kann vorkommen, daß in den Bits 1—4 des gespeicherten und des ankommenden Signals keine Differenz besteht in Wirklichkeit aber eine große Differenz zwischen diesen beiden Signalen vorhanden ist die sich in den höherwertigen Bits äußert Um dieser Möglichkeit Rechnung zu tragen, 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 ankommenden Videosignals dem (—)-Eingang 86 bzw. dem ( + )-Eingang 88 eines zweiten Differenzverstärkers 90 zugeführt der an seinem Ausgang ein 3-Bit-Wort liefert dessen einzelne Bits auf einzelne Eingänge einer ODER-Schaltung 92 gegeben werden. Wenn der Differenzverstärker 90 fühlt daß zwischen dem gespeicherten und dem ankommenden Videosignal ein Unterschied in irgendeinem der drei höchstwertigen Bits besteht, das das Vorhandensein einer Bewegung zwischen den beiden Videosignalen anzeigt dann liefert die ODER-Schaltung 92 ein Signal an einen zweiten Eingang der ODER-Schaltung 94, die dann ihrerseits ein Ausgangssignal, das Signal Δ, zur Markierungseinheit 42 sendet Ein Signal Δ wird also erzeugt entweder (1) wenn irgendein Unterschied zwischen entsprechenden der drei höchstwertigen Bits des gespeicherten und des ankommenden Videosignals besteht oder (2) wenn die Differenz zwischen entsprechenden der vier niedrigstwertigen Bits des gespeicherten und des ankommenden Videosignals eine vorgewählte Schwellenzahl übersteigt.

Aus der vorstehenden Beschreibung läßt sich erkennen, daß der Ursprung des Videosignals ohne Bedeutung für die Arbeitsweise des Systems ist, vorausgesetzt, das Signal hat die Eigenschaften des üblichen NTSC-Farbfernsehsignals. Das heißt, das ankommende Videosignal kann von einer Farbfernsehkamera, einem Videobandgerät, einem Zeitlupen-Wiedergabegerät oder einem Filmabtaster abgeleitet sein. Das System kann also auch gut in Verbindung mit einer Live-Übertragung z. B. einer Sportveranstaltung verwendet werden, und falls der Operator die Aussendung eines bestimmten Ereignisses im Augenblick des Geschehens versäumt haben sollte, kann er später das Signal von einem Videobandgerät nehmen und die Bewegungsbahn eines bewegten Objekts darstellen.

Obwohl die Erfindung vorstehend in Verbindung mit dem NTSC-Farbfernsehsystem beschrieben wurde, kann sie auch direkt, auf Schwarzweiß-Fernsehen angewendet werden. Hierbei ist sie besonders nützlich in Closed-Circuit-Systemen zur Kontrolle industrieller Prozesse oder bei der Anfertigung von Trainingsbändern zur Unterweisung in die Schritte eines Montageverfahrens, nur um einige Beispiele zu nennen. Mit relativ geringen Modifikationen in den die Farbartkomponente verarbeitenden Schaltungen läßt sich die Erfindung auch ebensogut auf andere bekannte Farbfernsehsysteme anwenden, z. B. auf das PAL- und das SECAM-System.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ableitung stroboskopartiger Bildsignale aus Fernsehsignalen für die gleichzeitige Wiedergabe einer Folge von zur Darstellung einzelner Bewegungsphasen innerhalb eines wählbaren Zeitintervalls ausgewählten F.inzelbildern eines sich in einer ansonsten statischen Szene bewegenden Objektes, mit folgenden Schritten:
Speicherung eines einzelnen Bildes des die Szene darstellenden Fernsehsignals zu Beginn dieses Zeitintervalls als Bezugsbild,

Vergleich der Bildelemente des gespeicherten Bezugsbildes mit den entsprechenden Bildelementen von innerhalb des Zeitintervalls anschließend auftretenden, den gewünschten Bewegungsphasen entsprechenden ausgewählten Bildern,
Speicherung derjenigen Bildelemente des Fernsehsignals, welche beim Vergleich von den entsprechenden Bildelementen des gespeicherten Bezugsbildes abweichen und

Erzeugung eines mindestens die anschließend gespeicherten Bildelemente wiedergebenden Ausgangsbildsignals,

dadurch gekennzeichnet,
daß diejenigen Bildelemente der anschließend auftretenden Einzelbilder, die gemäß dem Vergleich verschieden von denjenigen des gespeicherten Bezugsbildes sind, getrennt gespeichert werden und daß am Ende des gewählten Zeitintervalls ein zumindest die während dieses Zeitintervalls getrennt gespeicherten Bildelemente darstellendes Bildsignal erzeugt wird, in welchem ein späterer Speicherwert eines dieser getrennt gespeicherten Bildelemente Vorrang vor einem früheren, innerhalb des Zeitintervalls abgeleiteten Speicherwert für dasselbe Bildelement hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelemente der anschließend auftretenden Bilder, welche verschieden von denjenigen des gespeicherten Bezugsbildes sind und welche getrennt gespeichert worden sind, am Ende des Zeitintervalls in dem gespeicherten Bezugsbild ersetzt werden, und daß dann die in dem veränderten gespeicherten Bezugsbild entsprechenden Signale einer Ausgangsleitung zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelemente der anschließend auftretenden Bilder, welche verschieden von denjenigen des gespeicherten Bezugsbildes sind und welche getrennt gespeichert sind, die entsprechenden Bildelemente des jenigen Einzelbildes ersetzen, welches am Ende Zeitintervalls auftritt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des Zeitintervalls das auftretende Videosignal übertragen wird und daß ersetzten und getrennt gespeicherten Bildelementen ein Identifizierungssignal zugeordnet wird, bei dessen Erkennung in anschließend während des Zeitintervalls auftretenden Bildern das ersetzte Bildelement in das übertragene Videosignal eingefügt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem ersten Speicher zur Speicherung eines einzelnen Fernsehbildes und Aufnahme von Ersatzinformation für einzelne Bildelemente, ferner mit einer Vergleichsschaltung zum Vergleich von Bildelementen eines ein einzelnes Bild der Szene zu Beginn des Zeitintervalls darstellenden gespeicherten Videosignals mit entsprechenden Bildelementen von während des Zeitintervalls anschließend auftretenden ausgewählten Einzelbildern und zur Speicherung derjenigen Bildelemente des gerade neu auftretenden anschließenden Bildes, für welche der Vergleich einen

ic Unterschied zu entsprechenden Bildelementen des gespeicherten Bildes ergeben hat, und mit einer ein zumindest die anschließend gespeicherten Bildelemente darstellendes Ausgangsbildsignal an den Ausgangsanschluß der Vorrichtung liefernden

ι⁵ Schaltung, dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorrichtung außerdem einen zweiten Speicher (54) zur Speicherung des ein Einzelbild der Szene zu Beginn des Zeitintervalls darstellenden Videosignals für die Dauer des Zeitintervalls aufweist und

daß die Vergleichssschaltung (36, 42) Bildelemente der ausgewählten, anschließend auftretenden Bilder mit entsprechenden Bildelemenlen des im zweiten Speicher (54) gespeicherten Bildes vergleicht und bei Feststellung eines Unterschiedes diejenigen Bildelemente der anschließend auftretenden Bilder, welche sich gemäß dem Vergleich von den im zweiten Speicher gespeicherten entsprechenden Bildelementen unterscheiden, dem ersten Speicher zuführt

^!0 (Umlaufschleife mit dem Speicher 38), und daß die das Ausgangsbildsignal liefernde Schaltung eine mit dem ersten Speicher (38) gekoppelte Einrichtung (40, 42, 32, 34) aufweist, welche am Ende des Zeitintervalls am Ausgangsanschluß der Vorrich-

^⁵ tung ein Bildsignal liefert, das zumindest diejenigen während des Zeitintervalls im ersten Speicher (38) gespeicherten anschließenden Bildelemente darstellt, die bei der Wiedergabe aufeinanderfolgende Bilder des bewegten Objektes ergeben, derart, daß bei der Überlappung aufeinanderfolgender Bilder spätere Bilder Vorrang vor früheren Bildern haben.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem ersten Speicher (38) gekoppelte Einrichtung (40, 42, 32, 34) eine Koppelschaltung enthält, die während des Zeitintervalls das ankommende Bildsignal dem ersten Speicher (38) nur dann zuführt, wenn sieh ein gerade auftretendes; Bildelement von dem im zweiten Speicher (54) für dasselbe Bildelement gespeicherten Signal unterscheidet, derart, daß der erste Speicher (38) Signale nur für diejenigen Bildelemente enthält, die sich gegenüber dem im zweiten Speicher (54) gespeicherten Bild innerhalb des Zeitintervalls verändert haben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem ersten Speicher gekoppelte Einrichtung (40, 42, 32, 34) eine Ersetzungsschaltung enthält, welche am Ende des Zeitintervalls die im zweiten Speicher (54) enthaltenen Bildelementsignale durch entsprechende Bildelementsignale des ersten Speichers (38) ersetzt und den resultierenden Speicherinhalt des zweiten Speichers (54) dem Ausgangsanschluß der Vorrichtung zuführt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn-

b5 zeichnet, daß der erste Speicher (38) ein Vollbildspeicher ist, der in eine Schleife (mit den Bauelementen 40 und 34) geschaltet ist, in welcher die gespeicherte Bildinformation umläuft, und daß

weiterhin eine Identifizierungsschaltung vorgesehen ist, welche einem im ersten Speicher getrennt gespeicherten Bildelementsignal ein Identifizierungssignalelement (LSB) zuordnet, femer eine Koppeischaltung (32), welche das ankommende Videosignal dem Ausgangsanschluß (52) der Vorrichtung zuführt, und eine Einfügui'gsschaltung (50, 32) zum Einfügen des im ersten Speicher (38) gespeicherten Bildelementsignals in das dem Ausgangsanschluß zugeführte Bildsignal entsprechend dem Ideuiifizierungssignalelement (LSB).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Zeitintervalls binäre Digitalwerte für alie Bildelemente des dann vorhandenen Bildes in den ersten Speicher eingegeben '⁵ werden, wobei jedoch alle Identifizierungssignalelemente (LSB) einen der beiden Binärwerte haben, und daß bei anschließend gespeicherten Bildelementen die Identifizierungssignalelemente (LSB) den anderen der beiden Binärwerte erhalten und die betreffenden Werte das Identifizierungselement bilden.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch eine von Hand bedienbare Einrichtung (44,46) zur Bestimmung von Anfang und -⁵ Ende des wählbaren Zeitintervalls.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der zweite Speicher (54) ein digitaler Vollbildspeicher zur Speicherung des digitalcodierten ankommenden ³⁽¹ Bildsignals ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Speicher je einen digitalen Vollbildspeicher umfassen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Fernsehsignale Farbbildsignale mit Leuchtdichte- und Farbkomponenten sind, daß die Vergleichsschaltung die Bildelemente anschließend ankommender Bilder, die gegenüber den anfänglich im zweiten Speicher gespeicherten Bildern um eine ungerade Anzahl von Fernsehvollbildern verschoben sind, mit entsprechenden Bildelementen der gespeicherten Bilder vergleicht, und daß die Vorrichtung weiterhin eine Korrekturschaltung (40) zur Veränderung der Farbkomponente der im ersten Speicher (38) gespeicherten Bildelemente im Sinne einer richtigen Phasenbeziehung für die Addition zur Farbkomponente des ankommenden Farbbildsignals enthält.